27 tecnologias de ficções científicas que se tornaram fatos científicos em 2012

Alguns itens recorrentes em ficções científicas, como carros voadores, realmente ainda não existem. Mas a quantidade de coisas que antes pareciam impossíveis e agora são fatos científicos é surpreendente. Confira 27 inovações da ciência em 2012:

Neurocientistas da Universidade de Pittsburgh (EUA) trabalharam ao lado de Jan Scheuermann, que é tetraplégica, por 13 semanas para criar um braço robótico que pudesse ser controlado apenas pelo poder da sua mente.

A equipe implantou dois canais de 96 microeletrodos intracorticais na paciente. Colocado no córtex motor, que controla todos os movimentos dos membros, o processo de integração foi mais rápido do que os pesquisadores esperavam. No segundo dia, Jan foi capaz de usar o braço novo com um espaço de trabalho 3D. Ao final das 13 semanas, ela foi capaz de realizar tarefas complexas com sete dimensões de movimento, exatamente como um braço biológico faz. Até o momento, não houve efeitos colaterais negativos.

Cada vez mais, a robótica vem com inovações que tornam os androides mais parecidos com os seres humanos. A agência governamental americana DARPA é responsável por muitos robôs com capacidades incríveis, como correr mais rápido que Usain Bolt e desviar de obstáculos – todos com objetivos militares.

A revolução das máquinas pode estar próxima. Os robôs estão ficando tão bem equipados e capazes de fazer as coisas mais inimagináveis, que temos diversas razões para temê-los.

Na Universidade de Wyoming (EUA), cientistas modificaram um grupo de bichos-da-seda para produzir seda mais forte que aço. As aplicações da seda são muitas, incluindo suturas mais fortes para a comunidade médica, uma alternativa biodegradável para plásticos, e armaduras mais leves para fins militares.

Usando um microscópio eletrônico, Enzo di Fabrizio e sua equipe do Instituto Italiano de Tecnologia em Gênova fizeram as primeiras fotos da famosa “hélice dupla” do DNA (essa forma já era conhecida desde 1953, mas ainda não tinha sido capturada em imagens).

A empresa de biotecnologia HyperStealth mostrou um protótipo funcional de seu novo tecido para militares dos EUA e do Canadá neste ano. O material, chamado Quantum Stealth, desvia as ondas de luz ao redor do usuário sem o uso de baterias, espelhos ou câmeras. Ele bloqueia o objeto de ser visto por meios visuais, além de o manter escondido de verificações termais e infravermelhas.

ReCell, da Avita Medical, é um spray para vítimas de queimaduras. A tecnologia usa um “selo” feito com pele do paciente, deixando o local da doação com o que parece uma erupção (“vermelhão”). Em seguida, a amostra é misturada com uma enzima colhida de suínos e pulverizada no local da queimadura. Cada enxerto pequeno se expande, abrangendo um espaço até o tamanho de uma página de livro dentro de uma semana. Uma vez que a pele do doador vem do próprio paciente, o risco de rejeição é mínimo.

Cameron foi o primeiro humano a chegar sozinho ao fundo da Fossa das Marianas (local mais profundo do mundo). De 10,9 quilômetros de profundidade, talvez seja mais um lugar mais estranho para os cientistas do que alguns planetas fora do nosso sistema solar. Seu submarino desceu ao longo de um período de duas horas e meia, e trouxe uma variedade de amostras.

Quando ratos idosos com uma vida normal de 21 dias foram injetados com células-tronco de ratos mais jovens no Instituto de Medicina Regenerativa de Pittsburgh (EUA), os resultados foram surpreendentes. A injeção foi dada cerca de quatro dias antes da esperada morte dos ratinhos, mas eles viveram três vezes mais que sua expectativa normal – alguns por 71 dias. Em termos humanos, isso seria o equivalente a uma pessoa que morreria aos 80 anos de idade viver até os 200.

A impressora D-Shape, criada por Enrico Dini, é capaz de imprimir um edifício de dois andares, completo com salas, escadas, tubos e partições, usando nada além de areia e um composto inorgânico de ligação. O material resultante tem a mesma durabilidade do concreto. O processo de construção leva cerca de um quarto do tempo de edifícios tradicionais, e pode ser construído sem conhecimento especializado ou habilidades.

Três estados americanos já recebem nas ruas o Google Driverless Car, o carro que não precisa de motorista. A tecnologia começou a ser testada no início de 2012 e, em maio, Nevada foi o primeiro estado a dar-lhe liberdade nas estradas. A tecnologia agora acumula 300.000 horas autônomas, e os únicos dois acidentes aconteceram quando eles estavam sendo pilotados manualmente.

Lançada em 1977, a sonda Voyager I é o primeiro objeto sintético a voar além dos limites do nosso sistema solar e sair para a escuridão do espaço profundo. Ela foi originalmente projetada para enviar imagens de Saturno e Júpiter, mas os cientistas da NASA logo perceberam que a sonda iria flutuar para o “grande desconhecido”. Não sabendo onde a nave pode chegar, uma gravação foi colocada na Voyager I, com sons que vão de música a chamadas de baleias, e saudações em 55 línguas para quem quer que possa encontrá-la.

Uma mandíbula personalizada foi criada para uma paciente de 83 anos de idade, utilizando pó de titânio e revestimento biocerâmico. A primeira do tipo, a cirurgia bem sucedida abre a porta para substituição óssea individualizada e, talvez, a capacidade de imprimir novos músculos e órgãos.

Até este ano, os cientistas sabiam que planetas orbitavam estrelas. Daí, veio CFBDSIR2149. Com quatro a sete vezes a massa de Júpiter, esse é o primeiro objeto flutuando livre pelo espaço a ser oficialmente definido como um exoplaneta e não uma anã marrom (estrela).

Embora todas as células doadas fossem de macacos rhesus, os pesquisadores combinaram até seis embriões distintos em três bebês de macacos. Segundo o Dr. Mitalipov, “as células não se fundem, mas ficam juntas e trabalham juntas para formar tecidos e órgãos”. Espécies quiméricas são utilizadas para compreender o papel que genes específicos desempenham no desenvolvimento embrionário, e podem conduzir a uma melhor compreensão da mutação genética em seres humanos.

Utilizando materiais de custo relativamente baixo, Daniel G. Nocera criou a primeira folha artificial prática do mundo. Suas unidades independentes imitam o processo da fotossíntese, mas o resultado final é hidrogênio, em vez de oxigênio. O hidrogênio pode ser capturado em células de combustível e usado para gerar eletricidade, mesmo nos locais mais remotos da Terra.

Goggles são os óculos do Google que pretendem transformar a vida cotidiana em um display na frente dos olhos. Controlado por uma combinação de controle de voz e direção que o usuário está olhando, os óculos mostram informações pertinentes (por exemplo, endereços), navega na web, ou até faz ligações.

O laboratório CERN, onde fica o Grande Colisor de Hádrons, confirmou esse ano que havia descoberto uma partícula que se comportava semelhante o suficiente a um bóson de Higgs para levar esse título. Para os cientistas, isto significa que o Modelo Padrão da Física está a salvo. Também, que pode haver um campo de Higgs, semelhante a um campo electromagnético – isso poderia levar a capacidade dos cientistas de interagir com a massa da mesma forma que fazemos atualmente com campos magnéticos.

Pela metade do preço das células solares mais baratas de hoje, Hyperion, da Twin Creeks, usa um canhão de íons para bombardear painéis finíssimos. O resultado é um painel solar comercialmente viável, produzido em massa, que custa cerca de 40 centavos de dólar (R$ 0,80) por watt.

Um exoplaneta feito inteiramente de diamantes foi descoberto este ano por uma equipe internacional de cientistas. Com aproximadamente cinco vezes o tamanho da Terra, o planeta tem uma massa semelhante à de Júpiter. Por conta disso, e da curta distância que ele está da sua estrela, cientistas acham que o planeta, restos de outra estrela, é principalmente feito de carbono cristalino.

Dois cegos no Reino Unido foram equipados com implantes de olho durante uma cirurgia de oito horas, com resultados promissores. Depois de anos de cegueira, eles recuperaram a visão “útil” dentro de semanas, notando os contornos de objetos e sonhando em cores. Os médicos esperam uma melhoria contínua dos pacientes, conforme seus cérebros “religam-se” com a visão.

Um banco de dados de DNA foi criado com todas as 1.143 espécies nativas do País de Gales. Com o uso de mais de 5.700 códigos de barras, as plantas podem agora ser identificadas por fotografias das suas sementes, raízes, madeira ou pólen. O objetivo é ajudar os pesquisadores a rastrear padrões de migração de animais, ou determinar como plantas se adaptam em uma área nova, etc. A esperança é que, eventualmente, espécies de animais também sejam codificadas – e isso aconteça em todo o mundo.

A empresa SpaceX conseguiu acoplar sua cápsula espacial de carga não tripulada, Dragon, a Estação Espacial Internacional. Foi a primeira vez na história que uma empresa privada enviou uma carga para a estação. O braço robótico da EEI pegou a cápsula na primeira do que serão muitas viagens de reabastecimento.

Criado pela empresa Corning, um protótipo de vidro flexível foi mostrado esse ano em uma feira industrial em Boston (EUA). Com apenas 0,05 milímetros de espessura, é tão fino quanto uma folha de papel, o que pode permitir diversas inovações.

O X1 é o exoesqueleto robótico da NASA, que contém quatro articulações motorizadas, juntamente com seis passivas. Com duas configurações, ele pode “dificultar” o movimento, por exemplo, ao ajudar os astronautas a se exercitarem no espaço, ou “facilitar” o movimentos, auxiliando paraplégicos a caminhar na Terra.

A Usenix Security reuniu uma equipe de pesquisadores para mostrar o quão vulnerável o cérebro humano é. Com um eletroencefalograma (EEG) ligado ao couro cabeludo e um software para descobrir o que os disparos de neurônios estão tentando dizer, a tecnologia observa picos na atividade cerebral quando o usuário reconhece algo como uma senha de cartão de crédito ou o rosto de uma criança.

Descoberto por astrônomos amadores, o planeta orbita perto de um par de estrelas, que por sua vez orbita um outro par de estrelas mais distantes. O planeta tem aproximadamente o tamanho de Netuno; por conta disso, os cientistas ainda estão tentando descobrir como ele não foi empurrado para longe pela força gravitacional de tantas estrelas.

“Holodeck” é uma espécie de “caverna digital“, uma das tecnologias futuristas apresentadas na série de ficção científica “Jornada nas Estrelas”. A patente sugere que a Microsoft quer levar os games para além da tela única, e transformá-los em uma experiência imersiva – com holografia por toda a sala, aproveitando até mesmo os móveis, expondo gráficos ao redor dos jogadores, etc., para criar um ambiente complexo.[BuzzFeed]

Fonte:

https://hypescience.com/27-ficcoes-cientificas-que-se-tornaram-fatos-cientificos-em-2012/

Como a NASA poderá construir o primeiro motor de dobra espacial, mais rápido que a luz

O projeto é inspirado em uma equação formulada pelo físico Miguel Alcubierre em 1994, e pode, eventualmente, resultar em um motor que poderia transportar uma nave espacial para a estrela mais próxima de nós em questão de semanas – sem violar a lei da relatividade de Einstein.

O trabalho de Alcubierre, “The Warp Drive: Hyper-Fast Travel Within General Relativity” (em português, algo como “Dobra espacial: viagem hiper-rápida dentro da relatividade geral), sugere um mecanismo pelo qual o espaço-tempo pode ser “deformado”, tanto na frente quanto atrás de uma nave espacial.

Esse mecanismo tira proveito de um “truque cosmológico” que permite a expansão e contração do espaço-tempo, e poderia permitir viagens hiper-rápidas entre destinos interestelares.

Essencialmente, o espaço vazio atrás de uma nave seria feito para poder expandir-se rapidamente, empurrando a nave para a frente. Eventuais passageiros perceberiam isso como movimento, apesar da completa falta de aceleração.

White especula que isso poderia resultar em “velocidades” que poderiam levar uma nave espacial para Alfa Centauri (o sistema estelar mais próximo de nós) em apenas duas semanas, mesmo que o sistema esteja a 4,3 anos-luz de distância.

A título de comparação, com a nave espacial mais rápida do mundo existente atualmente, a sonda Helios-2, o trajeto a Alfa Centauri levaria 19.000 anos.

Mas como?

Com nossas tecnologias de propulsão atuais, o voo interestelar é impossível. Algumas tecnologias experimentais, como propulsores de íons ou naves explodindo bombas atômicas na cauda, oferecem esperança, mas simplesmente não são práticas.

Isso porque elas exigem quantidades enormes de combustível e de massa para chegar a qualquer estrela próxima, depois de décadas ou até mesmo séculos de viagem.

O que a nova proposta tem de diferente, ou seja, de melhor que as outras?

Ela oferece um meio de chegar a um destino distante de forma bastante rápida, sem quebrar nenhuma lei da física, e ainda tem o potencial de solucionar o problema da energia (da quantidade exorbitante necessária hoje para alcançarmos lugares tão além do nosso planeta).

Bolha de dobra

Em termos de mecânica do motor, a ideia depende basicamente de um objeto esferoide colocado entre duas regiões do espaço-tempo (uma expansão e uma contratação). Uma “bolha de dobra” geraria o que se move no espaço-tempo ao redor do objeto, efetivamente reposicionando-o.

O resultado final seria viagem com velocidade mais rápida do que a luz, sem o objeto esférico (a nave espacial) ter que se mover com respeito à sua estrutura local de referência.

Ou seja, através da criação de uma “bolha de dobra”, o motor da nave irá comprimir o espaço à frente e expandir o espaço atrás de si, movendo-o para um outro lugar sem sofrer nenhum dos efeitos adversos dos métodos de viagem mais rápida que a luz.

“Nada localmente excede a velocidade da luz, mas o espaço pode se expandir e contrair em qualquer velocidade”, explica White.

Dificuldades

Ainda assim, criar esse efeito de expansão e contração do espaço-tempo de forma a chegarmos a destinos interestelares em períodos de tempo razoáveis exige muita energia.

Avaliações iniciais sugeriam quantidades de energia monstruosas, basicamente iguais à massa-energia do planeta Júpiter (que é de 1,9 × 10 elevado a 27 quilos ou 317 massas terrestres).

Como resultado, a ideia tinha sido posta de lado no passado. Mesmo que a natureza permitisse uma velocidade de dobra, nunca seríamos capazes de criá-la.

No entanto, White afirma que, com base na análise que fez nos últimos 18 meses, pode haver esperança. A chave, segundo ele, pode estar em alterar a geometria da dobra espacial propriamente dita.

White percebeu que, se otimizasse a espessura da bolha de dobra (mudando sua forma de anel para uma forma de rosca), e oscilasse sua intensidade para reduzir a rigidez do espaço-tempo, poderia reduzir a energia necessária para fazê-la funcionar.

White ajustou a forma de anel feita inicialmente por Alcubierre, transformando o esferoide de algo que parecia um halo plano para algo mais grosso e curvo.

O novo design pode reduzir significativamente a quantidade de matéria necessária; White diz que a velocidade de dobra pode ser alimentada por uma massa ainda menor do que a sonda Voyager 1. A redução da massa de um planeta do tamanho de Júpiter a um objeto que pesa apenas 725 kg redefiniu completamente a plausibilidade do projeto.

Essa plausibilidade é muito interessante, mas ainda é teórica. Agora, White e a equipe da NASA buscam provar que o conceito pode ser prático. Para tanto, eles estão fazendo diversos testes, como a medição das perturbações microscópicas no espaço-tempo a partir de uma versão modificada do interferômetro de Michelson-Morley.

Ou seja, os pesquisadores estão tentando simular uma bolha de dobra em miniatura usando lasers para perturbar o espaço-tempo.

“Pilha de Chicago”

E então: uma nave que viaja além da velocidade da luz sem perturbar as leis do universo pode ou não ser construída?

“Matematicamente, as equações de campo preveem que isso é possível, mas ainda temos que reduzir esta ideia à prática”, afirma White.

Ou seja, antes de dizermos que tal coisa é possível, precisamos de algo chamado de “prova de existência”, que White apelidou de “Pilha de Chicago”, em uma referência a um grande exemplo prático.

No final de 1942, a humanidade ativou o primeiro reator nuclear do mundo em Chicago (EUA), gerando meio Watt, energia que não era suficiente para alimentar uma lâmpada – mas foi uma prova de que ele era possível. Pouco menos de um ano depois, nós ativamos um reator que gerava energia suficiente para abastecer uma pequena cidade.

White está confiante. “Esta brecha na relatividade geral nos permite ir a lugares de forma muito rápida, medida da mesma forma por observadores na Terra e observadores a bordo do navio – viagens medidas em semanas ou meses ao invés de décadas e séculos”, disse.

Só que, no momento, a realização de tal projeto está no “modo de ciência”. “Eu não estou pronto para discutir a proposta muito além da matemática e de abordagens modestas controladas em laboratório”, conclui. [io9, USSOrbiter]

Fonte:

https://hypescience.com/como-a-nasa-podera-construir-o-primeiro-motor-de-dobra-espacial/

Como seria uma verdadeira nave de dobra espacial

O formato da nave foi criado para conseguir manipular a matéria escura e surfar pela bolha de espaço-tempo que seria criada. Proposta inicialmente pelo físico mexicano Miguel Alcubierre, uma nave de dobra é um veículo que não se move mais rápido que a velocidade da luz – pois isso é impossível, segundo a teoria da relatividade de Einstein.

Em vez disso, ela manipula o espaço-tempo, criando uma bolha de dobra nas dimensões previstas pela teoria de cordas – que afirma que o universo tem três dimensões de espaço, além do tempo.

Contraindo o espaço à sua frente e expandindo o espaço atrás, a nave poderia viajar de um ponto a outro mais rapidamente, mantendo a velocidade inferior à da luz dentro da nave, mas viajando muito mais rapidamente pelo espaço.

“Podemos usar a analogia de um surfista em uma “onda” de espaço-tempo”, afirma Obousy. Essa “onda” facilita a viagem mais rápida que a velocidade da luz sem quebrar nenhuma lei da física.

Atualmente, as naves que existem são ineficientes para viagens espaciais de longa distância. A Voyager, por exemplo, mais rápida nave espacial existente, precisaria de 74 mil anos para alcançar Proxima Centauri, a estrela mais próxima ao nosso sistema solar, no sistema Alfa Centauri. [Gizmodo, Discovery]

Fonte:

https://hypescience.com/como-seria-uma-verdadeira-nave-de-dobra-espacial/

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