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    quarta-feira, 17 de setembro de 2014

    O Paradoxo de Fermi: onde é que estão as outras Terras?

    Quando você está em algum lugar propício para admirar as estrelas, e se a noite estiver especialmente boa para vê-las, é incrível olhar para cima e se deparar com algo semelhante à imagem acima.
    Algumas pessoas ficam impressionadas pela beleza do céu, ou se deslumbram com a vastidão do universo. No meu caso, eu passo por uma leve crise existencial, e depois ajo bem estranhamente por meia hora. Cada um reage de um jeito diferente.
    O físico Enrico Fermi também reagia diferente, e se perguntou: “cadê todo mundo?”

    Os números

    Um céu estrelado parece imenso, mas tudo o que estamos vendo é a nossa vizinhança. Nas melhores noites estreladas, nós podemos ver até 2.500 estrelas (mais ou menos um centésimo de milionésimo do total de estrelas em nossa galáxia). Quase todas estão a menos de mil anos-luz de nós (ou 1% do diâmetro da Via Láctea). Então, na verdade estamos olhando para isto:
    DivulgaçãoNosso céu noturno é formado por uma pequena parte das estrelas próximas e mais brilhantes dentro do círculo vermelho.
    Quando somos confrontados com o assunto de estrelas e galáxias, uma questão que atormenta a maior parte dos humanos é: “há vida inteligente lá fora?” Vamos colocar alguns números nessa questão; se você não gosta de números, pode ler só o negrito.
    Nossa galáxia tem entre 100 bilhões e 400 bilhões de estrelas; no entanto, este é quase o mesmo número de galáxias no universo observável. Então, para cada estrela da imensa Via Láctea, há uma galáxia inteira lá fora. No total, existem entre 10^22 e 10^24 estrelas no universo. Isso significa que para cada grão de areia na Terra, há 10.000 estrelas no universo.
    O mundo da ciência não está em total acordo sobre qual porcentagem dessas estrelas são parecidas com o Sol (similares em tamanho, temperatura e luminosidade). As opiniões tipicamente vão de 5% a 20%. Indo pela mais conservadora (5%) e o número mais baixo na estimativa total de estrelas (10^22), isso nos dá 500 quintilhões, ou 500 bilhões de bilhões de estrelas similares ao Sol.
    Também há um debate sobre qual porcentagem dessas estrelas similares ao Sol poderiam ser orbitadas por planetas similares a Terra (com condições parecidas de temperatura, que poderiam ter água líquida e que poderia sustentar vida similar à da Terra). Alguns dizem que é até 50%, mas vamos ficar com os conservadores 22% que apareceram em um recente estudo no PNAS. Isso sugere que há um planeta similar à Terra, potencialmente habitável, orbitando pelo menos 1% do total de estrelas do universo: um total de 100 bilhões de bilhões de planetas similares à Terra.
    Então existem 100 planetas parecidos com a Terra para cada grão de areia do mundo. Pense nisso na próxima vez que for à praia.
    Daqui para a frente, nós não temos outra escolha senão sermos especulativos. Vamos imaginar que, depois de bilhões de anos de existência, 1% dos planetas parecidos com a Terra tenham desenvolvido vida (se isso for verdade, cada grão de areia representaria um planeta com vida). E imagine que em 1% desses planetas avance até o nível da vida inteligente, como aconteceu na Terra. Isso significaria que teríamos 10 quatrilhões, ou 10 milhões de bilhões de civilizações inteligentes no universo observável.
    Voltando para a nossa galáxia e fazendo as mesmas contas usando a estimativa mais baixa de estrelas na Via Láctea, estimamos que existem 1 bilhão de planetas similares à Terra, e 100 mil civilizações inteligentes na nossa galáxia. (A Equação de Drake traz um método formal para esse processo limitado que estamos fazendo).
    A SETI (Busca por Inteligência Extraterrestre, na sigla em inglês) é uma organização dedicada a ouvir sinais de outras vidas inteligentes. Se nós estivermos certos e houver 100 mil ou mais civilizações inteligentes na nossa galáxia, uma fração delas estaria emitindo ondas de rádio, ou raios laser, ou qualquer coisa para realizar contato. Então os satélites da SETI deveria estar recebendo sinais de todo tipo, certo?
    Mas não está. Nunca recebeu.
    Cadê todo mundo?

    Tipos de civilização

    E tudo fica mais estranho. Nosso Sol é relativamente jovem em relação ao universo. Há estrelas muito mais velhas, com planetas muito mais velhos e semelhantes à Terra, o que em teoria representaria civilizações muito mais avançadas que a nossa. Por exemplo, vamos comparar nossa Terra de 4,54 bilhões de anos com um hipotético planeta X, com seus 8 bilhões de anos.
    Divulgação
    Se o planeta X tiver uma história similar a da Terra, vamos olhar para onde sua civilização estaria hoje:
    DivulgaçãoHoje, o Planeta X estaria a 3,46 bilhões de anos de desenvolvimento além do que temos hoje.
    A tecnologia e o conhecimento de uma civilização mil anos à nossa frente poderia ser tão chocante quanto nosso mundo seria para uma pessoa medieval. Uma civilização um milhão de anos à frente poderia ser tão incompreensível para nós quanto a cultura humana é para chimpanzés. E o planeta X está a 3.4 bilhões de anos à frente de nós…
    Existe algo chamado de Escala Kardashev, que nos ajuda a agrupar civilizações inteligentes em três grandes categorias, de acordo com a quantidade de energia que usam:
    • uma Civilização Tipo I tem a habilidade de usar toda a energia de seu planeta. Nós não somos exatamente uma Civilização Tipo I, mas estamos perto (Carl Sagan criou uma fórmula para essa escala que nos coloca como uma Civilização Tipo 0,7);
    • uma Civilização Tipo II pode colher toda a energia de seu sistema solar. Nosso débil cérebro Tipo I mal consegue imaginar como alguém faria isso, mas nós tentamos nosso melhor, imaginando coisas como a Esfera de Dyson.
    • uma Civilização Tipo III ultrapassa fácil as outras duas, acessando poder comparável ao da Via Láctea inteira.
    Se esse nível de avanço parece difícil de acreditar, lembre-se do planeta X e de seus 3,4 bilhões de anos de desenvolvimento além do nosso (cerca de meio milhão de vezes mais do que o tempo que a raça humana existe). Se uma civilização no planeta X for similar à nossa e foi capaz de sobreviver até chegar no Tipo III, é natural pensar que a essa altura eles provavelmente já dominaram a viagem interestelar, possivelmente até mesmo colonizando a galáxia inteira.
    Como essa colonização galáctica teria acontecido? Uma hipótese: cria-se um maquinário que pode viajar para outros planetas, passam-se uns 500 anos se auto-replicando usando os materiais que encontrarem no novo planeta, e então enviam-se duas réplicas para fazerem a mesma coisa.
    Mesmo sem alcançar nada perto da velocidade da luz, esse processo colonizaria a galáxia inteira em 3,75 milhões de anos, relativamente um piscar de olhos quando estamos falando de uma escala de bilhões de anos:
    Divulgação
    Nesta evolução exponencial, a galáxia estaria completamente colonizada em 3,75 milhões de anos. Fonte: J. Schombert, U. Oregon
    Continuando a especular, se 1% da vida inteligente sobreviver tempo suficiente para se tornar uma colonizadora de galáxias Civilização Tipo III em potencial, nossos cálculos acima sugerem que haveriam mil Civilizações Tipo III só em nossa galáxia. Dado o poder de tal civilização, sua presença provavelmente seria fácil de se notar. E, ainda assim, nós não vemos nada, não ouvimos nada e não fomos visitados por ninguém.
    Então cadê todo mundo?
    Sejam bem-vindos ao Paradoxo de Fermi.
    Ainda não há uma resposta para o Paradoxo de Fermi. O melhor que podemos fazer é conseguir “explicações possíveis”. E se você perguntar a dez cientistas diferentes qual o palpite deles sobre a explicação correta, você terá dez respostas diferentes. Sabe quando humanos de antigamente discutiam se a Terra era redonda, ou se o Sol girava em torno da Terra, ou achavam que os raios aconteciam por causa de Zeus? Por isso, hoje eles parecem primitivos e ignorantes; no entanto, esse é mais ou menos o ponto em que estamos neste assunto.
    Ao analisar as hipóteses mais discutidas sobre o Paradoxo de Fermi, vamos dividi-las em duas grandes categorias: as explicações que supõem que não há sinal de Civilizações Tipo II e III porque elas não existem; e as explicações que sugerem que elas estão lá, só que não estamos vendo ou ouvindo nada por outros motivos.

    Grupo 1 de Explicações: não há sinais de civilizações superiores (Tipos II e III) porque elas não existem.

    Aqueles que acreditam em explicações do Grupo 1 recusam qualquer teoria do tipo “existem civilizações maiores, mas nenhuma delas fez qualquer tipo de contato conosco porque todas _____”. O pessoal do Grupo 1 vê os números, entende que deveria haver milhares (ou milhões) de civilizações superiores, e intui que pelo menos uma delas deveria ser a exceção à regra. Mesmo se uma teoria abarcasse 99,99% das civilizações superiores, o 0,001% restante se comportaria de alguma outra forma e nós perceberíamos sua existência.
    Por isso, dizem as explicações do Grupo 1, não entramos em contato com civilizações superavançadas porque porque não existem. Como a matemática sugere que existem milhares delas só na nossa galáxia, alguma outra coisa deve estar acontecendo.
    Essa “outra coisa” é o Grande Filtro.
    A teoria do Grande Filtro diz que, em algum ponto entre o início da vida e a inteligência Tipo III, há uma barreira. Há algum estágio naquele longo processo evolucionário que é improvável ou impossível de ser atravessado pela vida. Esse estágio é chamado de O Grande Filtro.
    DivulgaçãoAs linhas amarelas mostram saltos evolucionários comuns de serem alcançados. A linha vermelha é o Grande Filtro. A linha verde representa uma espécie que, passando por eventos extraordinários, consegue ultrapassar o Grande Filtro.
    Se essa teoria for real, a grande questão é: quando acontece o Grande Filtro na linha do tempo?
    Acontece que, quando o assunto é o destino da humanidade, essa questão é muito importante. Dependendo de quando O Grande Filtro ocorre, sobram para nós três possíveis realidades: nós somos raros; nós somos os primeiros; ou nós estamos ferrados.
    1. Nós somos raros (já passamos do Grande Filtro)
    Uma esperança é que já tenhamos passado do Grande Filtro. Nós conseguimos atravessá-lo, portanto é extremamente raro que a vida alcance nosso nível de inteligência. O diagrama abaixo mostra apenas duas espécies passando por ele; nós somos uma delas.
    Divulgação
    Esse cenário explicaria por que não existem Civilizações Tipo III… mas isso também poderia significar que nós podemos ser uma das exceções, já que chegamos até aqui. Isso significaria que há esperança para nós. Superficialmente, isso parece com as pessoas de meio século atrás, sugerindo que a Terra é o centro do universo. Sugere que nós somos especiais.
    Mas se nós somos especiais, quando exatamente nos tornamos especiais? Isto é, qual passo nós superamos, apesar de quase todo mundo ficar preso nele?
    Uma possibilidade: o Grande Filtro pode estar no comecinho de tudo; pode ser incrivelmente raro que a vida comece. Esse é um candidato porque demorou um bilhão de anos para a vida na Terra finalmente acontecer, e porque nós tentamos exaustivamente replicar esse evento em laboratórios e jamais conseguimos. Se este é mesmo o Grande Filtro, isso significaria que não deve existir vida inteligente lá fora – pode simplesmente não haver vida.
    Outra possibilidade: o Grande Filtro pode ser o salto de células procariontes simples para células eucariontes complexas. Após o surgimento das procariontes, elas permaneceram dessa forma por quase dois milhões de anos antes de darem o salto evolucionário para se tornarem complexas e ganharem um núcleo. Se esse é o Grande Filtro, isso significaria que o universo está repleto de células procariontes simples e quase nada além disso.
    Há outras possibilidades. Alguns acham até que nosso salto evolucionário mais recente, alcançando nossa inteligência atual, é um candidato a Grande Filtro. Ainda que o salto de vida semi-inteligente (chimpanzés) até a vida inteligente (humanos) a princípio não pareça um passo miraculoso, Steven Pinker rejeita a ideia de que a “escalada ascendente” da evolução seja inevitável:
    Uma vez que a evolução apenas acontece, sem ter um objetivo, ela usa a adaptação mais útil para um certo nicho ecológico. O fato que, na Terra, até hoje isso levou a inteligência tecnológica apenas uma vez, pode sugerir que essa consequência da seleção natural é rara e, consequentemente, não é um desenvolvimento infalível da evolução de uma árvore da vida.
    A maioria dos saltos não se qualifica como candidatos a Grande Filtro. Qualquer Grande Filtro possível deve ser algo que só acontece uma vez em um bilhão, onde uma ou mais anomalias devem ocorrer para proporcionar uma enorme exceção.
    Por esse motivo, algo como pular de uma vida unicelular para uma multicelular está fora de questão como filtro, porque isso aconteceu pelo menos 46 vezes em incidentes isolados, só no nosso planeta. Pela mesma razão, se nós encontrarmos uma célula eucarionte fossilizada em Marte, ela iria tirar o salto “de-célula-simples-para-complexa” da lista de possíveis Grandes Filtros (assim como qualquer outra coisa que esteja antes desse ponto na cadeia evolucionária). Se isso aconteceu tanto na Terra quanto em Marte, claramente não é uma anomalia.
    Se nós formos mesmo raros, isso pode ser por causa de um acidente biológico, mas isso também pode ser atribuído ao que se chama de Hipótese da Terra Rara. Ela sugere que, ainda que existam muitos planetas similares a Terra, as condições particulares do nosso planeta o tornam tão conveniente à vida — sejam as relacionadas a seu sistema solar, seu relacionamento com a Lua (uma lua tão grande é incomum para um planeta tão pequeno, contribuindo para as condições peculiares de nosso clima e nosso oceano), ou algo sobre o planeta em si.
    2. Nós somos os primeiros
    DivulgaçãoA civilização humana é representada pela linha laranja.
    Para pensadores do Grupo 1, se já não tivermos passado pelo Grande Filtro, nossa única esperança é que, do Big Bang até hoje, as condições no universo estão alcançando um nível que permita o desenvolvimento de vida inteligente. Nesse caso, nós podemos estar a caminho da super inteligência, mas isso ainda não aconteceu. Por acaso, nós estaríamos na hora certa para nos tornarmos uma das primeiras civilizações super inteligentes.
    Um exemplo de um fenômeno que poderia tornar isso realístico é o predomínio de explosões de raios gama, detonações absurdamente imensas que observamos em galáxias distantes. Levou algumas centenas de milhões de anos para que os asteróides e vulcões se acalmassem e a vida se tornasse possível.
    Da mesma forma, pode ser que o começo das existências no universo esteja cheio de eventos cataclísmicos, como explosões de raios gama que incinerariam tudo à sua volta de tempos em tempos, evitando que qualquer vida se desenvolva a partir de um certo estágio. Talvez estejamos agora no meio de uma fase de transição astrobiológica, e essa seja a primeira vez que qualquer vida tenha sido capaz de se desenvolver ininterruptamente por tanto tempo.
    3. Nós estamos ferrados (o Grande Filtro está chegando)
    Divulgação
    O Grande Filtro é representado pela linha vermelha.
    Se nós não somos nem raros nem pioneiros, os pensadores do Grupo 1 concluem que O Grande Filtro deve estar no nosso futuro. Isso implicaria que a vida frequentemente evolui até onde estamos, mas alguma coisa impede, em quase todos os casos, que a vida vá muito adiante e alcance a inteligência avançada — e dificilmente nós seremos uma exceção.
    Um possível Grande Filtro seria algum evento cataclísmico que ocorra regularmente, como as já mencionadas explosões de raio gama. Só que ela ainda não teria ocorrido e, infelizmente, é uma questão de tempo até que ela acabe com toda a vida na Terra. Outra candidata é a destruição possivelmente inevitável que quase todas as civilizações inteligentes acabariam trazendo para si mesmas, uma vez atingido certo nível de tecnologia.
    É por isso que o filósofo Nock Bostrom, da Universidade de Oxford, diz que “boa novidade é não haver novidade“. Se descobrirem vida em Marte, mesmo que simples, isso seria devastador, porque eliminaria diversos potenciais Grandes Filtros no passado. E se encontrarmos fósseis de vida complexa em Marte, Bostrom diz que “seria a pior notícia já impressa em uma primeira página de jornal”, porque significaria que o Grande Filtro está quase que definitivamente à nossa frente, condenando toda nossa espécie de uma vez. Bostrom acredita que, quando se trata do Paradoxo de Fermi, “o silêncio do céu noturno é ouro”.

    Grupo 2 de Explicações: civilizações inteligentes dos Tipos I e II existem, mas há razões lógicas para que não tenhamos ouvido falar delas.

    As explicações do Grupo 2 abandonam qualquer ideia de que nós somos raros, especiais ou qualquer coisa parecida. Pelo contrário, elas acreditam no Princípio da Mediocridade: ou seja, até que se prove o contrário, não há nada de especial ou incomum em nossa galáxia, sistema solar, planeta ou nível de inteligência. Além disso, elas são mais cautelosas antes de assumir que, se não há evidências de uma inteligência superior, ela não existe. Elas enfatizam o fato de nossas buscas por sinais só alcançarem mais ou menos até 100 anos-luz de nós (0,1% da galáxia) e só terem ocorrido há menos de uma década, o que é pouquíssimo tempo.
    Pensadores do Grupo 2 têm uma ampla gama de possíveis explicações para o Paradoxo de Fermi. A seguir, eis as nove mais discutidas:
    Possibilidade 1: a vida superinteligente pode ter visitado a Terra antes de estarmos aqui. Humanos sencientes só estão por aí há uns 50 mil anos, um piscar de olhos se comparado à existência do universo. Se o contato ocorreu antes disso, deve ter assustado alguns patos e só. Além disso, nossa história documentada só vai até uns 5.500 anos atrás. Por isso, talvez tribos humanas de caçadores-coletores pode ter passado por algumas experiências loucas com aliens, mas não tinham como contá-las para as pessoas do futuro.
    Possibilidade 2: a galáxia foi colonizada, mas nós moramos em uma área despovoada. As Américas podem ter sido colonizadas pelos europeus muito antes de qualquer um daquela pequena tribo Inuit ao norte do Canadá ter percebido o ocorrido. Pode haver um elemento de urbanização nas moradias estelares das espécies mais avançadas: todos os sistemas solares de uma certa área são colonizados e estão em comunicação, mas seria pouco prático e inútil pra qualquer um deles vir até o canto distante e aleatório em que vivemos.
    Possibilidade 3: todo o conceito de colonização física é comicamente atrasado para uma espécie mais avançada. Uma Civilização Tipo II consegue usar toda a energia de sua estrela. Com toda essa energia, eles podem ter criado um ambiente perfeito para eles, satisfazendo todas as suas necessidades. Eles podem ter meios hiperavançados de reduzir a necessidade de recursos, e interesse zero em deixar sua utopia feliz para explorar um universo frio, vazio e pouco desenvolvido.
    Uma civilização ainda mais avançada poderia ver todo o mundo físico como um lugar horrivelmente primitivo, tendo há muito dominado sua própria biologia e feito upload de seus cérebros para uma realidade virtual, um paraíso da vida eterna. Viver em um mundo físico de biologia, morte, desejos e necessidades pode soar para eles da mesma forma como nos soam as espécies primitivas vivendo no oceano escuro e gelado.
    Possibilidade 4: há civilizações predatórias e assustadoras lá fora, e as formas de vida mais inteligentes sabem que não devem transmitir sinais e divulgar sua localização. Essa é uma ideia desagradável, mas que ajudaria explicar a falta de sinais recebidos pelos satélites SETI. Ela também significaria que, ao transmitir nossos sinais lá pra fora, estamos sendo novatos inocentes e descuidados. Há um debate envolvendo METI (Mensagem às Inteligências Extraterrestes na sigla em inglês; o inverso de SETI, que só escuta). Basicamente, deveríamos mesmo enviar mensagens para o universo? A maioria das pessoas diz que não.
    Stephen Hawking adverte: “se aliens nos visitarem, o resultado pode ser parecido com a chegada de Colombo nas Américas, que não terminou bem para os nativos”. Mesmo Carl Sagan, que geralmente acredita que qualquer civilização avançada o bastante para viagens interestelares seria altruísta, não hostil, diz que a prática de METI é “profundamente imprudente e imatura“, e recomendou que “as crianças mais novas de um cosmo estranho e incerto deveriam ouvir em silêncio por um longo tempo, aprendendo pacientemente e tomando notas sobre o universo, antes de gritar para uma selva desconhecida que não conseguimos compreender”. Assustador.
    Possibilidade 5: existe apenas uma única inteligência superior, uma civilização “superpredadora” (mais ou menos como os humanos aqui na Terra) que é muito mais avançada que todas as outras e mantém as coisas assim, exterminando qualquer civilização que ultrapasse um certo nível de inteligência. Isso seria um saco. Poderia funcionar se o extermínio de todas as inteligências emergentes fosse um desperdício de recursos, já que a maioria se mata sozinha. Mas, ultrapassado um certo ponto, esses super seres agiriam porque, para eles, uma espécie inteligente emergente se tornaria um vírus, conforme começasse a crescer e se expandir. Essa teoria sugere que a vitória é de quem foi o primeiro a alcançar a inteligência superior. Ninguém mais tem chance. Isso explicaria a falta de atividade lá fora, porque o número de civilizações superinteligentes seria 1.
    Possibilidade 6: há muito barulho e atividade lá fora, mas nossas tecnologias são muito primitivas e nós estamos procurando pelas coisas erradas. É como entrar em um prédio de escritórios, ligar um walkie-talkie (que ninguém mais usa) e, ao não ouvir nada, concluir que o prédio está vazio. Ou talvez, como apontou Carl Sagan, pode ser que nossas mentes trabalhem exponencialmente mais rápido ou mais lentamente do que a de qualquer outra forma de vida lá fora. Ou seja, eles levam 12 anos pra dizer “oi” e, quando nós ouvimos essa comunicação, isso parece apenas ruído.
    Possibilidade 7: civilizações mais avançadas sabem sobre nós e estão nos observando, mas se ocultam de nós (a “Hipótese do Zoológico”). Até onde sabemos, civilizações super inteligentes existem em uma galáxia controlada rigidamente, e nossa Terra é tratada como parte de um safári amplo e protegido, e planetas como o nosso estão sob uma estrita regra de “olhe, mas não toque”. Nós não estamos cientes deles porque, se uma espécie muito mais inteligente quisesse nos observar, ela saberia como fazer isso sem nos deixar saber. Talvez haja uma regra similar à “Primeira Diretriz” de Jornada nas Estrelas, que proíbe seres super inteligentes de fazerem qualquer contato aberto com espécies inferiores como a nossa, ou de se revelarem de qualquer forma, até que a espécie inferior alcance um certo nível de inteligência.
    Possibilidade 8: civilizações superiores existem à nossa volta, mas somos primitivos demais para percebê-las. Michio Kaku resumiu isso assim:
    Digamos que há um formigueiro no meio da floresta. Ao lado do formigueiro, estão construindo uma super autoestrada de dez faixas. E a questão é, “as formigas seriam capazes de entender o que é uma super autoestrada de dez faixas? Elas seriam capazes de entender a tecnologia e as intenções dos seres construindo a autoestrada a seu lado?”
    Então não é que, usando nossa tecnologia, não sejamos capazes de receber os sinais do planeta X. É que nós não conseguimos sequer entender o que são os seres do planeta X, ou o que eles estão tentando fazer. É tão além de nós que mesmo se eles quisessem nos esclarecer, seria como tentar ensinar às formigas sobre a internet.
    Seguindo essa linha, essa pode ser uma resposta para “se existem tantas exuberantes Civilizações Tipo III, por que ainda não entraram em contato conosco?”. Para responder isso, vamos nos perguntar: quando Pizarro chegou ao Peru, ele parou um tempo em um formigueiro e tentou se comunicar com ele? Ele foi magnânimo, tentando ajudar as formigas? Ele foi hostil e atrasou sua missão original só para esmagar e destruir o formigueiro? Ou, para Pizarro, o formigueiro era completa e absoluta e eternamente irrelevante? Essa pode ser a nossa situação nesse caso.
    Possibilidade 9: nós estamos completamente enganados sobre nossa realidade. Há muitas maneiras pelas quais nós podemos estar totalmente iludidos em tudo que pensamos. O universo pode parecer ser de um jeito e ser de outro completamente diferente, como um holograma. Ou talvez nós sejamos os alienígenas e fomos plantados aqui como um experimento. Há até mesmo a chance de que sejamos parte de uma simulação de computador de algum pesquisador de outro mundo, e outras formas de vida simplesmente não foram programadas na simulação.

    Conclusão

    Conforme continuamos em nossa possivelmente inútil busca por inteligência extraterrestre, eu não tenho certeza o que queremos encontrar. Francamente, tanto faz saber se estamos oficialmente sozinhos no universo ou se estamos oficialmente na companhia de outros, ambas são opções assustadoras. É um tema recorrente em todos os enredos surreais acima: qualquer que seja a verdade, ela é de enlouquecer.
    Além de seu chocante ingrediente de ficção científica, o Paradoxo de Fermi também me deixa profundamente humilde. Não só lembra que sou microscópico e minha existência dura uns três segundos, algo que me vem à cabeça sempre que penso sobre o universo. O Paradoxo de Fermi traz à tona uma humildade mais mordaz, mais pessoal, do tipo que só acontece depois de passar horas de pesquisa ouvindo os mais renomados cientistas de nossa espécie apresentando as teorias mais insanas, mudando de ideia e contradizendo um ao outro freneticamente. Ele nos faz lembrar que as futuras gerações olharão para nós da mesma forma que nós olhamos para os antigos, que tinham certeza que as estrelas estavam sob o domo do céu; no futuro, lembrarão de nós dizendo “uau, eles não tinham ideia nenhuma do que estava acontecendo”.
    E ainda temos mais outro golpe à autoestima com todo esse assunto de Civilizações Tipos II e III. Aqui na Terra, nós somos os reis de nosso pequeno castelo, comandando os rumos do planeta mais do que qualquer outra espécie. Nessa bolha, sem competição e sem ninguém para nos julgar, é raro que sejamos confrontados com a ideia de sermos uma espécie inferior a qualquer outra. Mas não somos nem uma Civilização Tipo I!
    Dito isso, toda essa discussão é maravilhosa para mim. Sim, tenho minha perspectiva de que a humanidade é uma órfã solitária em uma pequena rocha no meio de um universo solitário. Mas as hipóteses apontam que provavelmente não somos tão espertos como pensamos. Além disso, muito do que temos certeza pode estar errado. Tudo isso me deixa esperançoso em conhecer e descobrir mais, nem que seja um pouquinho, porque existem muito mais coisas do que nós temos consciência.

    Este artigo foi republicado com permissão do site WaitButWhy.com. Autor: 
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    segunda-feira, 28 de julho de 2014

    A calculadora mecânica


    Criada em 1623 por Wilhelm Scickard, a calculadora mecânica era baseada em um engenhoso sistema de rodas dentadas capazes de efetuar multiplicações e outras operações, usando o método de somas sucessivas. Wilhelm acabou se tornando o pai da era da computação. Comosua máquina utilizava técnicas como engrenagens inicialmente desenvolvidas para relógios, ela foi também chamada de "relógio calculador". Ela foi colocada em uso prático por seu amigo Johannes Kepler, que revolucionou a astronomia. A máquina de Blaise Pascal (a Pascalina, 1642) e Gottfried Wilhelm von Leibniz (1670) se seguiram. 

    Teve muito sucesso e se tornou muito conhecida por volta de 1957, mas não vigorou por ainda ser considerada um dispositivo precário para trabalhar com valores numéricos precisos.

    O exemplar da foto pode ser encontrado ao se realizar a tour pela cervejaria Bohemia em Petrópolis - RJ.
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    segunda-feira, 21 de julho de 2014

    Discussão sobre a ética entre engenharia e a ciência da computação


    “Ciência da Computação é uma área do conhecimento da informática voltada para a especificação, desenvolvimento e manutenção de sistemas de software aplicando tecnologias e práticas de gerência de projetos e outras disciplinas, objetivando organização, produtividade e qualidade. Atualmente, essas tecnologias e práticas englobam linguagens de programação, bases de dados, ferramentas, plataformas, bibliotecas, padrões, processos e a questão da Qualidade de Software.
    Os fundamentos científicos para a engenharia de software envolvem o uso de modelos abstratos e precisos que permitem ao engenheiro especificar, projetar, implementar e manter sistemas de software, avaliando e garantindo suas qualidades. Além disso, a engenharia de software deve oferecer mecanismos para se planejar e gerenciar o processo de desenvolvimento.”

    Com base no texto acima, o crescente uso de software de engenharia abre um bom campo de trabalho para os profissionais de informática. A velocidade de execução do projeto, a precisão e a possibilidade de simulações, que estes softwares proporcionam ao profissional de engenharia tem sido fator de fundamental importância na colocação de seus produtos no mercado.
    O presente artigo concerne de analisar ética profissional em softwares aplicados na engenharia, com a intenção de colocar em discussão se é ético ou não é ético, responsabilizar o profissional que criou o software, caso este por erro de programação, causar algum dano a terceiros. 

    Software de engenharia:
    Softwares como o CAD (Computer Aided Design), próprio para fazer desenhos técnicos, CAE (Computer Aided Engineering), destinados a cálculos estruturais, CAM (Computer Aided Manufacturing), capazes de através de um desenho do CAD, preparar algoritmos e programas em linguagem CNC (Computerized Numerical Control) que controla máquinas ferramentas na execução de operações, só para citar uma parte de Engenharia, a Mecânica, tem feito revolução na engenharia. Nós, engenheiros, conseguimos com estas ferramentas: projetar, desenhar, verificar resistência de peças e estruturas devido aos esforços aplicados e fabricar peças, que até pouco tempo seriam evitadas devido às dificuldades para executá-las, ou por seu custo ser muito alto.
    Em alguns casos estes trabalhos tiveram seu tempo de execução reduzido em até 50%, em comparação com métodos convencionais.
    Poderíamos citar aqui muitas outras aplicações de softwares na engenharia, porém somente com os citados podemos ter boa noção de quanto é extenso e complexo o assunto de ética nesta área.
              Agora que definimos o que é um software aplicado à engenharia, podemos levantar a seguinte questão:

    E se nós, engenheiros, ao aplicarmos um destes softwares em nosso trabalho, não percebermos um erro que o programa nos passou como correto e levarmos adiante o projeto e lá na frente o produto deste projeto causa algum dano ao usuário. Quem deve ser responsabilizado? O programador ou o engenheiro?

          Pode o programador alegar, que apesar do programa conter um erro, o engenheiro deveria ser capaz de percebê-lo e corrigi-lo?
              Pelo outro lado, o engenheiro pode alegar não ter responsabilidade pelo dano causado, já que, exceto se o erro for muito grosseiro, não seria capaz de detectá-lo, devido à complexidade dos cálculos. Poderia alegar ainda que exatamente por este motivo estava usando o software para eliminar a chance de erro.  Poderia também alegar, que quando não existia computador e até mesmo máquinas de calcular, usava régua de cálculo e aí sim seria totalmente responsáveis pelos erros cometidos, pois dependia somente dele.
             Boa parte desta discussão, já fica resolvida, quando o Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia determina que caberá responsabilidade ao profissional responsável pela obra. Por isso ele é obrigado a registrar seu trabalho através de ART (Anotação de responsabilidade técnica). Porém ele pode recorrer e usar o argumento de erro no software.

    Ética
           Como podemos lidar com isto? Poderíamos questionar que este assunto nada tem a ver com ética? Poderíamos dizer que ele está mais para direito do que para ética?
           Talvez precisamos definir ou entender o que é ética. Podemos recorrer à filosofia, estudar os grandes pensadores como: Epicuro, Kant, Sócrates, os Sofistas, Platão, Aristóteles, etc, que muito escreveram e/ou discutiram sobre o assunto.
          Devo confessar, que por mais que estudo, por mais que discuto, por mais que converso com professores e outros profissionais, em muitos casos, ainda fico com dúvidas sobre o que é ético e o que não é ético. 
    Acho que muito deve ser ainda discutido e conversado sobre ética, principalmente nos dias de hoje com tantas novidades e novas tecnologias, mais até que uma perfeita conclusão possamos chegar, se é possível chegar a esta conclusão, devemos seguir os princípios morais aceitos pela sociedade em geral. Devemos escrever códigos de ética (para as profissões ou para grupos ou classes). Devemos seguir as leis vigentes, mesmo que elas não tenham sido escritas baseados em questões filosóficas e precisem ser aperfeiçoadas. Devemos considerar ações e atitudes já consagradas pela humanidade como parâmetro de conduta ética. Enfim, seguir alguma coisa concreta, menos abstrata. Continuar aperfeiçoando-as constantemente, até quem sabe, chegarmos próximo de um consenso sobre ética.
    Voltando ao nosso assunto em particular, podemos então seguindo o raciocínio sugerido acima, tentar chegar à conclusão sobre quem é responsável pelo dano.
    Talvez pudéssemos concluir que:
    - Considerando que tanto o programador, quanto o engenheiro, cada um dentro da sua competência, fizeram o melhor possível para executar seu trabalho, sem negligência ou descaso, utilizando os recursos tecnológicos disponíveis, na tentativa de dar ao usuário um melhor padrão de vida ou melhores facilidades. Neste caso considero que não houve falta de ética por parte de nenhum profissional. No máximo caberia uma ação penal de danos.
    - Considerando que o programador desenvolveu seu programa, mas que de alguma forma não foi capaz de testá-lo o suficiente para colocá-lo no mercado e mesmo assim o fez, considero que neste caso faltou com a ética.
    - Considerando que o engenheiro ao usar o software, deu a ele total confiança, sem ao menos, fazer revisões dos resultados. Considero que ele é o responsável perante a lei, não vejo aí falta de ética e sim, falta de profissionalismo.
    - Considerando que mesmo tendo sido relapso em seu trabalho, o engenheiro ainda assim tenta colocar a culpa no software, considero falta de ética deste profissional.

    Conclusões:          
                Este assunto é uma pequena amostra do quanto devemos estar atentos a cada instante, a cada momento, na questão da ética.    Quanto se deve meditar e discutir este assunto, principalmente com nossas crianças, para que desde cedo elas comecem a agir com ética, a pensar em ética. Assim podemos esperar um mundo melhor com mais respeito e mais pensamentos coletivos e menos individualistas.

                Com a evolução da informática, sendo algo ainda novo, muito temos que pensar e margear no que podemos considerar como ética. Muitas leis ainda virão para regulamentar esta atividade e esperamos que todas sejam baseadas na ética.
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    segunda-feira, 7 de julho de 2014

    Princípios Básicos de Funcionamento de selos Mecânicos

    1.1.1   Requisitos de vedação.



    Há dois tipos básicos de vedações: estatísticas e dinâmicas. Vedações estatísticas são utilizadas onde não houver movimento relativo na junção a ser vedada. As juntas e anéis “O” são vedações estatísticas típicas.
    As vedações dinâmicas são utilizadas quando uma superfície se move em relação à outra.
    Figura 1.1

    Usa-se uma vedação dinâmica, por exemplo, quando uma haste ou eixo rotativo transmitem força ou movimento através de parede de um reservatório, Figura 1.1; através da carcaça de uma bomba, Figura 1.2; ou através da carcaça de um outro equipamento rotativo, como um filtro.


    Uma aplicação comum dos selos mecânicos é vedar o eixo rotativo de uma bomba centrífuga. Veja a Figura 1.2. Para melhor compreensão, convém rever rapidamente o princípio de funcionamento de uma bomba.

    Figura 1.2
    1-Sucção, 2– Rotor, 3- Descarga, 4- Espelho, 5- Eixo, 6- Selo Mecânico, 7- Sobreposta, 8- Mancais

    Qualquer bomba converte a energia de um acionamento, como por exemplo um motor elétrico ou turbina, em energia sob a forma de velocidade e pressão ao fluido que esteja sendo bombeado.


    Numa bomba centrífuga com carcaça tipo voluta, o fluido entra pela sucção da bomba, no centro do rotor. Veja as Figuras 1.3 e 1.4.

                                 Figura 1.3                                              Figura 1.4

    O líquido entra no flange de sucção (A) e flui para o olho do rotor (B). É impulsionado pelas aletas do rotor (C) sendo acelerado na direção da rotação do rotor. À medida que o líquido deixa o rotor, a velocidade do líquido aproxima-se da velocidade das extremidades das aletas.
                A carcaça é em forma de voluta ou espiral; e à medida que o líquido move-se em alta velocidade de uma área de folga estreita (rotor para carcaça da bomba) para uma área de folga mais larga, a energia (sob a forma de quantidade de movimento) é convertida em energia sob a forma de pressão; à medida que o fluido (deslocando-se a uma pressão mais alta) aproxima-se do bocal de descarga (E), é direcionado para o bocal por um "cutwater".

    A pressão da descarga irá forçar parte do fluido por trás do rotor, onde ele tentará escapar em torno do eixo rotativo. Os fabricantes de bombas utilizam diversas técnicas para reduzir a pressão do fluido que tenta escapar, como:

    1)      Fazer furos de equilíbrio no rotor, para que a maior parte da pressão escape para o lado da sucção do rotor (ver rotor da figura 1.3), ou;
    2)      A adição de pequenas pás na face traseira do rotor (ver rotor da figura 1.2).

    Todavia, como não há modo de se eliminar totalmente essa pressão, é preciso usar dispositivos de selagem para limitar a fuga do produto para a atmosfera. Esses dispositivos, tipicamente, são gaxetas de compressão ou selos mecânicos.

    A escolha de um método de selagem precisa ser cuidadosamente analisada para cada aplicação, em relação aos requisitos de instalação, manutenção, consumo de energia, perda de produto e custos de tratamentos de efluentes (Consulte Flowserve para saber para cada caso de estudo a relação de custo de manutenção e operação, Gaxetas x Selos Mecânicos).

    1.1.2 Caixa de gaxetas.

    As primeiras tentativas para se controlar o vazamento de fluido em torno de hastes ou eixos em movimento consistem em simplesmente restringir a força entre o eixo e a parede do reservatório ou da carcaça da bomba, através de um material macio e resiliente, envolvendo o eixo como uma extensão da parede do tanque ou da bomba. Os dispositivos
    usados para este fim receberam o nome caixa de gaxetas.

    Essas vedações primitivas evoluíram para o conceito moderno de gaxetas de compressão, atualmente encontradas numa grande variedades de materiais e formas para atender às mais variadas aplicações. A Figura 1.5 mostra uma caixa de gaxetas típica, vedada por anéis de compressão, de secção quadrada. As gaxetas de compressão, que precisam ser cuidadosamente montadas numa caixa de gaxetas limpa, são mantidas num lugar por um preme-gaxetas. À medida que os parafusos são apertados, a pressão é transmitida pelo preme-gaxetas às gaxetas forçando-as contra o eixo ou luva, fazendo a vedação. Visto que esta pressão não é uniformemente distribuída pelas gaxetas, o desgaste mais intenso ocorre nas primeiras gaxetas, próximas ao preme gaxetas, onde há mais vedação. Veja a Figura 1.5. O calor desenvolvido pelo atrito, que se concentra na área de contato entre as gaxetas e o eixo ou luva, pode ser reduzido, permitindo-se que o fluido vaze para a atmosfera, a uma vazão controlada, geralmente em torno de 90 gotas (6 ml) por minuto num eixo de 50 mm de diâmetro.
     









    Figura 1.5
    A selagem através de gaxetas de compressão é um sistema freqüente em diversas aplicações devido ao seu baixo custo inicial, fácil disponibilidade e facilidade de instalação. Por outro lado, sua manutenção é relativamente cara, e a quantidade de fluido liberada ao meio ambiente pode ser superior à permitida pelas normas vigentes. 



    1.1.3 Selos mecânicos simples

    O selo mecânico foi desenvolvido para eliminar as desvantagens das gaxetas de compressão. O vazamento pode ser reduzido a um nível que atenda as normas vigentes (Veja tabela 1.1), e o custo de manutenção será bem menor.
    Por outro lado o treinamento do pessoal de manutenção precisará ser de melhor nível, o custo inicial poderá ser maior, e o selo mecânico poderá ter de ser especificamente projetado para a aplicação.
    Há dois grupos principais de vedações para eixos rotativos.
    Um grupo é caracterizado pela ausência teórica de atrito entre os elementos rotativo e estacionário do selo mecânico. Os selos mecânicos de bucha e de labirinto pertencem a este grupo.
    O segundo grupo caracteriza-se pelo atrito direto entre as duas superfícies, em função da rotação do eixo. Dentro deste grupo, há dois subgrupos principais. Os retentores labiais e as gaxetas de compressão pertencem a primeira subdivisão, ao passo que os retentores faciais (mais comumente chamados selos mecânicos) pertencem à segunda.



    1.1.3 Selos mecânicos simples

    O selo mecânico foi desenvolvido para eliminar as desvantagens das gaxetas de compressão. O vazamento pode ser reduzido a um nível que atenda as normas vigentes (Veja tabela 1.1), e o custo de manutenção será bem menor.
    Por outro lado o treinamento do pessoal de manutenção precisará ser de melhor nível, o custo inicial poderá ser maior, e o selo mecânico poderá ter de ser especificamente projetado para a aplicação.
    Há dois grupos principais de vedações para eixos rotativos.
    Um grupo é caracterizado pela ausência teórica de atrito entre os elementos rotativo e estacionário do selo mecânico. Os selos mecânicos a gás, de bucha e de labirinto pertencem a este grupo.
    O segundo grupo caracteriza-se pelo atrito direto entre as duas superfícies, em função da rotação do eixo. Dentro deste grupo, há dois subgrupos principais. Os retentores labiais e as gaxetas de compressão pertencem a primeira subdivisão, ao passo que os retentores faciais (mais comumente chamados selos mecânicos) pertencem à segunda.

    Tabela 1.1 Comparação de vazamentos.

    COMPARAÇÃO DE VAZAMENTOS ENTRE GAXETAS E SELOS MECÂNICOS

    GAXETAS

    EM MÉDIA, 90 GOTAS POR MINUTO
    OU 5.400 GOTAS POR HORA
    OU 8,6 LITROS POR DIA
    OU 3,153 LÍTROS POR ANO

    SELOS MECÂNICOS

    ( MUITO POUCO PARA SE  MEDIR POR MINUTO)
    EM MÉDIA, 5 GOTAS POR HORA
    OU 120 GOTAS POR DIA
    OU 2,9 LÍTROS POR ANO

    5.400 GOTAS POR HORA/5 GOTAS POR HORA = 1080

    PORTANTO, AS GAXETAS VAZAM 1080 VEZES MAIS QUE OS SELOS MECÂNICOS

    Os selos mecânicos podem ser classificados por projeto e por disposição conforme a tabela 1.2. Todos os selos mecânicos são constituídos de três conjuntos de peças. Como mostra a Figura 1.6, eles são:
     






    Figura 1.6
    1-Um par de faces primárias de selagem: uma rotativa e outra estacionária, mostradas aqui em amarelo e laranja.
    2-Um par de vedações secundárias, conhecidas como vedação de eixo e vedação da sede, tais como anéis “O”, cunhas e anéis “V” posição 1 e 3.
    3-Peças do selo mecânico incluindo sobreposta, colares, anéis de compressão , pinos, molas e foles, mastradas aqui em verde e cinza claro.

    Tabela 1.2 Classificação dos tipos de selos mecânicos.

    CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE SELOS MECÂNICOS
     

    Todos os selos mecânicos partilham a mesma tecnologia básica. Isto é, ter duas faces extremamente lisas e planas em contato, uma girando com o eixo enquanto a outra permanece estacionária com a caixa. Estas faces de selos são seladas ao seus suportes apropriados através do uso de vedações secundários (Ex.: O’Rings) . As faces são mecanicamente comprimidas pelas molas ou foles (metalicos ou não) e flexíveis, afim de que possam ser postas em contato e mover-se para compensar desalinhamentos estáticos e dinâmico, como também o desgaste.


    Na figura 1.7 o número (1) representa as partes de metal que posicionam e faz o selo girar com o eixo da bomba, elas. contém molas que comprimem e empurram a face rotativa (2) contra a face estacionária (3) Estas partes são flexíveis afim de que possam compensar desalinhamentos estáticos causados por tolerância de produção e instalação do equipamento, tensão da tubulação, deformação térmica e mecânica do equipamento. Elas devem também acomodar desalinhamentos dinâmicos causados por run-out, deflexão e outros impulsos do eixo da bomba dentro de uma certa tolerância.

    Figura 1.7

    O número (2) representa a face rotativa do selo plana, dentro de três bandas de luz, as molas e a pressão hidráulica comprimem a mesma contra a face estacionária (3).

    O número (3) representa a face estacionária e é mantida normalmente na sobreposta e permanece estacionária em operação. Algumas face estacionária não possuem pinos antirotação, e todos têm alguma forma de vedação secundária para interromper o fluxo do líquido entre ela e o seu suporte (sobreposta) da mesma maneira a face deve estar com planicidade correspondente a no máximo três bandas de luz.



    1.1.4 Lubrificação das faces de selagem

    As faces de um selo mecânico típicos são lubrificadas com uma película de fluido entre elas. Ao projetar selos mecânicos em função dos níveis desejados de vazamento, durabilidade e consumo de energia, é preciso levar em consideração como as faces serão lubrificadas dentre uma série de alternativas.
    Para escolher o tipo ideal de selo mecânico, é preciso conhecer o máximo possível sobre as condições de operação e o fluido a ser selado. Consulte a Flowserve para melhor discutir o projeto de selagem a ser utilizado em sua aplicação. A obtenção de informações completas sobre o fluido e o meio ambiente permitirão que se escolha o selo mecânico ideal para uma vida longa sem problemas.

    1.1.5 Pontos de vedação

    Há quatro pontos principais de vedação num selo mecânico axial. Veja a Figura 1.8. A vedação primária é na face de selagem (ver 4) o caminho de vazamento no Ponto 3 é bloqueado por um anel “O”, “V” ou em cunha. Os caminhos de vazamento nos pontos 1 e 2 são bloqueados por juntas ou anéis “O”.
     

    Figura 1.8





                                                                                                    







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