Grãos de espaço-tempo, Ninguém entende estatística, Ninguém entende aerossol, como pássaros migratórios enxergam magnetismo e porque as hemácias são tortas

Destaques de ciências físicas na Internet, semana passada:

Telescópio Fermi impõe limites aos “grãos” do espaço-tempo

O espaço e o tempo são lisinhos e contínuos, segundo a teoria da gravidade de Einstein. A maioria dos físicos argumenta, porém, que perto de tamanhos da ordem de centésimos de bilionésimos de bilionésimos do raio de um próton– isto é, ⁻³⁵ metros–a gravidade precisa também obedecer às leis da mecânica quântica. Nessa escala absurdamente pequena, o espaço-tempo deve ser rugoso, feito de “grãozinhos” cujo tamanho e comportamento seriam descritos por uma ainda desconhecida teoria da gravidade quântica.

Sendo impossível observar diretamente esses grãozinhos, físicos perceberam uma chance de medir o efeito acumulado deles em um raio de luz ultraenergético que viajasse bilhões de anos-luz até chegar na Terra. Alguns modelos prevêm que a granulação provocaria um atraso no tempo de chegada dos raios mais energéticos. Esse atraso violaria a lei fundamental da teoria da gravidade de Einstein de que a luz sempre viaja a uma mesma velocidade no espaço vazio.

(in)Felizmente, esse atraso não foi observado pela equipe do telescópio espacial Fermi, que fez a análise mais precisa até hoje do problema, estudando uma explosão de raios gama vinda de uma galáxia há 7 bilhões de anos-luz de distância, registrada pelo Fermi dia 10 de maio. Dentro de uma precisão de uma parte em 100 milhões de bilhões (!), raios gama de energias diferentes chegaram praticamente ao mesmo tempo na Terra.

Os resultados, publicados agora na Nature, impoem um limite às propriedades que esses hipotéticos grãos de espaço-tempo podem ter.

Muito bom o vídeo que a equipe de comunicação do Fermi preparou para explicar a pesquisa:

Leia mais sobre em Symmetry Breaking (ótima explicação da diferença entre teoria e fenomenologia), Backreaction (comenta a diferença pra melhor entre as afirmações no preprint e no artigo publicado) PhysicsWorld (cita outras observações astrofísicas que testam e confirmam a simetria de Lorentz), Science News , New Scientist e Stanford Report.

Provavelmente você não analisa a estatística como devia
Nem eu e a imensa maioria dos jornalistas. E isso é ruim, certeza, porque deixa a gente vulnerável a interpretar errôneamente evidências sobre questões essenciais como, por exemplo, o futuro do clima da Terra ou a validade de uma vacina contra a AIDS, ou ainda as evidências em julgamentos de tribunais de justiça. É o que mostraram duas reportagens e uma entrevista semana passada.
Anda circulando pela Internet uma afirmação de que o aquecimento global é um mito, pois desde 1998 a temperatura média do planeta vem esfriando. Para verificar a tal hipótese do “esfriamento global”, a Associated Press mostrou os dados de temperatura em que se baseiam os defensores do esfriamento a quatro estatísticos independentes. O repórter da AP pediu a eles que analisassem os dados em busca de tendências. Detalhe: para os estatísticos era apenas uma tabela de números; eles não sabiam do que se tratava. A conclusão dos quatro foi unânime: a queda de temperatura de 1998 para cá é uma pequena flutuação; a tendência da temperatura global é de aumentar. Tanto assim, que um dos climatológos ouvidos pela AP espera um recorde de temperatura para o El Niño de 2010. Preparem-se… (via Laboratório)
Já o site de notícias da revista Science publicou uma entrevista com o estatísitico Victor De Gruttola, da Escola de Saúde Pública Harvard, em que o especialista se mostra irritado com a confusão que a maioria dos jornalistas e seus colegas cientistas fazem com o conceito de valor p, que convenhamos é mesmo difícil de entender. A conversa gira em torno da empolgação excessiva da mídia com um teste de vacina da AIDS feito na Tailândia. Das 8197 pessoas que tomaram a vacina, 51 foram infectadas pelo HIV. E das 8198 pessoas que tomaram o placebo, 74 foram infectadas. O “sucesso” do teste foi comemorado porque seus resultados atingiram um “valor p” de 0,04. Isso porque, reza a lenda, um valor p abaixo de 0,05 indica que o resultado é estatisticamente significante. Mas De Gruttola explica que a regrinha de ouro do 0,05 é totalmente arbitrária e que um valor p próximo de 0,05 não quer dizer muita coisa, principalmente em se tratando de um assunto urgente como saúde pública. O ideal seria chegar a um valor p no mínimo menor que 0,01.
Nos tribunais de justiça, reporta Angela Saini para a revista New Scientist, os julgamentos dependem cada vez mais de evidências quantitivas, como os exames de DNA, por exemplo. Os juízes precisam fazer as contas das probabilidades condicionais direito. Uma das confusões mais frequentes é igualar a probabilidade do acusado ser inocente dada um evidência acusatória encontrada na cena do crime, com a probabilidade da evidência ser encontrada na cena do crime seja lá quem for o culpado. A diferença é sutil mas pode levar um inocente à cadeia. (Uma boa referência sobre estatísitica e probabilidades é este pacote especial da revista Plus, em inglês.)

Gases estufa interagem com aerossóis modificando seu efeito
Aerossóis são partículas suspensas na atmosfera tais como poeira, sal marinho, sulfatos e fuligem. Além dos vulcões e da água do mar, uma grande fonte de aerossóis são os poluentes exalados por nossas chaminés.
Alguns aerossóis como os sulfatos resfriam o clima, refletindo calor de volta para o espaço, enquanto outros como a fuligem de carbono absorvem calor esquentando o ar. Estudos sugerem que o efeito antiestufa dos sulfatos supera o aquecimento provocado pela fuligem atualmente.
Um modelo mais sofisticado da atmosfera publicado na revista Science mostra que a interação com os aerossóis modifica a intensidade do efeito de importantes gases estufa. O gás metano (CH₄), que sozinho tem efeito estufa 25 vezes maior que o do gás carbônico (CO₂), reagindo com os aerossóis passa a ser  28 vezes mais potente que o CO₂. O monóxido de carbono (CO), cujo efeito estufa sozinho é 18 vezes maior que o do CO₂, torna-se 33 vezes maior que o do CO₂. O efeito estufa de ambos gases aumenta ainda mais se levada em vonta a infuência deles nas formação de nuvens.
O metano, por exemplo, reage de maneiras diferentes com os demais gases do ar em alturas diferentes da atmosfera, produzindo ozônio (um gás estufa) na parte mais baixa, e CO₂ ou vapor d’água (outro gás estufa) nas partes mais altas. O CH₄ também participa de reações que reduzem a formação de aerossóis de sulfato.
Já vários gases de efeito estufa tipo óxidos nitrosos podem aumentam a concentração de aerossóis de sulfato, triplicando seu efeito de resfriamento.
O modelo pode ainda ser usado para estimar o quanto os aerossóis estão mascarando do aquecimento provocado pelos gases de efeito estufa.
Os autores alertam que as políticas de redução de emissão de gases de efeito estufa estão centradas demais no CO₂. Os governantes deviam voltar mais atenção a outros gases de efeito estufa que se degradam rapidamente na atmosfera, como o metano e os aerossóis, pois a resposta do clima pode ser bem mais rápida à redução da emissão desses gases, do que será para o dióxido de carbônico.Não dá para considerar políticas de clima separado de políticas sobre a poluição do ar. Leia mais em Nature News e principalmente em Science News.

Pássaros percebem magnetismo pelos olhos, não pelo bico
Os pássaros usam o campo magnético da Terra do mesmo jeito que um navegador consulta sua bússola para viajar longas distâncias. Mas como funciona essa bússola interna?
Existem duas explicações concorrentes. Alguns pesquisadores acreditam que são cristais de ferro encontrados nos bicos das aves que percebem o campo magnético terreste e transmitem a informação ao cérebro por um nervo conhecido como trigeminal.
A outra explicação envolve os olhos da ave. Partículas de luz chegam às células do olho, onde quebram proteínas chamadas de criptocromos em pares de moléculas ionizadas que se alinham ao campo magnético do ambiente. O alinhamento dos criptocromos ionizados de alguma forma é registrado e transmitido a um centro nervoso chamado de aglomerado N.
Para testar as duas teorias, pesquisadores criaram piscos-de-peito-ruivo e submeteram os passarinhos a neurocirurgias. Um grupo teve o nervo trigeminal cortado. Outro teve o aglomerado N lesionado. Depois, observaram o comportamento dos animais sob ação do campo magnético terrestre natural e de campos artificiais com direção diferentes.
Apenas os pássaros com o aglomerado N intacto conseguiram perceber os campos magnéticos. Desse modo os biofísicos concluíram que pelo menos essa espécie enxerga os campos magnéticos pelos olhos.
Embora os cristais de ferro no bico pareçam inúteis, os autores do estudo publicado na Nature especulam que eles tenham um papel secundário na navegação da ave, talvez indicando mudanças na intensidade do campo magnético.
Pesquisas como essa podem ajudar na conservação de aves migratórias. Leia mais em Wired e New Scientist.

Como a corrente sanguínea entorta as hemáceas

As células vermelhas sanguíneas, também conhecidas como glóbulos vermelhos ou hemáceas constituem 45% do sangue. São elas que transportam o oxigênio dos pulmões para todo o corpo.
Uma série de doenças, do infarto à malária, estão relacionadas com o formato das hemácias e sua mobilidade.

Em repouso, as hemácias são uma panqueca mais ou menos circular, com 8 milésimos de milímetro de diâmetro. Quando viajam pela corrente sanguínea, a forma das hemácias encurva, lembrando um pára-quedas aberto. Às vezes, o pára-quedas, que é simétrico, se deforma ficando parecido com um chinelo.
Como a forma de chinelo foi observada em laboratório pela primeria vez quando o vaso sanguíneo por onde as hemáceas passavam era menor que duas vezes e meio o diâmetro de uma só hemácia, acreditava-se que era a proximidade da parede do vaso que causava a deformação. (Ailás, a elasticidade das hemácias é impressionate: elas podem se espremer em vasos capilares quatro vezes menores que elas mesmas…)
Já experimentos recentes mostram que a forma de chinelo aparece, sim, em vasos maiores, onde as hemácias ficam longe da parede. O que faz as hemácias mudarem de forma afinal?
Um novo modelo simplificado das hemácias na corrente sanguínea sugere que a transição da forma de pára-quedas para a de chinelo acontece pela interação do fluido viscoso do sangue em movimento com a superfície da célula. O resultado das simulações aparecem em um artigo na Physical Review Letters publicado online dia 26 de outubro. No modelo bidimensional dos físicos, as hemáceas são representadas por bolsas com as propriedades elásticas de uma hemácea.
Os biofísicos ainda descobriram que a forma de chinelo diminui a diferença de velocidade entre a hemácea e o fluxo imposto pelo bombeamento do coração. A forma de chinelo,portanto, aumenta a eficiência da corrente sanguínea.
Em uma apresentação dia 22 de novembro em um encontro da American Physical Society, os pesquisadores vão explicar como a forma de chinelo depende da rigidez da membrana da hemácia.
Leia mais em PhysOrg e em Physics .

Outros destaques:

Discussão - 2 comentários

  1. Joâo Carlos disse:

    Essa notícia sobre pássaros e orientação pelo campo geomagnético parece contradizer uma outra notícia, bem antiga, sobre um estudo semelhante, divulgada pelo Caio de Gaia em seu post A Cheirar o Caminho de Volta.
    Me parece que a resposta é um pouco mais complexa do que se supõe…

  2. Igor Z disse:

    João, o experimento comentado pelo Cais de Gaia conclui que o nervo trigeminal não é nem necessário nem suficiente para os pombos navegarem. O experimento não mexeu no tal aglomerado N. Portanto os resultados de ambos experimentos são consistentes, embora o experimento com os pombos indique que o nervo olfativo seja necessário para a navegação.
    Concordo que a resposta deve ser mais complicada…

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