star trek utfpr_2011.2_pub

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PALESTRAS ATÉ O MOMENTO1) O cisne negro – dezembro/2008.2) Teoria dos jogos – maio/2009.3) Teoria da evolução – outubro/2009.4) Criação imperfeita – agosto/2010.5) Einstein, a relatividade especial e outras coisas – maio/2011.6) A arte refinada de detectar tolices – agosto/2011.7) A Ciência de Jornada nas Estrelas.

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PALESTRAS FUTURAS8) Einstein e a relatividade geral – maio/2012.9) Profecias do fim do mundo – 12/12/2012.10) Einstein e a mecânica quântica – maio/2013.11) A fascinante história do magnetismo - out./2013.

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MINI-CURRÍCULO● Engenheiro elétrico pelo CEFET-PR, 1989.● Professor do curso de Engenharia Elétrica desde Outubro de 1991.● Pós-graduado em Finanças Empresariais (ISAE/FVG).● Pós-graduado em Desenvolvimento Web (PUC-PR).● Outras experiências profissionais: Telepar, Copel, Grupo Electra.

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PLANO DESTA PALESTRA1) Jornadas e guerras: não confunda!2) Espaçonaves mais velozes do que a luz.3) Teletransporte.4) Gravidade artificial e antigravidade.5) Biologia e evolução.6) Androides e Emoções.

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1Jornadas e guerras:

não confunda!

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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GUERRA NAS ESTRELAS (1977, CINEMA)

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INSPIRAÇÃO PARA SW: “FLASH GORDON”

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ST – A SÉRIE CLÁSSICA (1966 – 1969, TV)

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A SÉRIE CLÁSSICA (1966 – 1969, TV)

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A NOVA GERAÇÃO (1987 – 1994, TV)

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A NOVA GERAÇÃO (1987 – 1994, TV)

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DEEP SPACE NINE (1993 – 1999, TV)

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DEEP SPACE NINE (1993 – 1999, TV)

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DEEP SPACE NINE (1993 – 1999, TV)

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VOYAGER (1995 – 2001, TV)

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VOYAGER (1995 – 2001, TV)

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ENTERPRISE (2001 – 2005, TV)

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ENTERPRISE (2001 – 2005, TV)

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FILMES PARA O CINEMA1 Star Trek, o filme (1979)2 A Ira de Khan (1982)3 A Busca por Spock (1984)4 A Volta para Casa (1986)5 A Fronteira Final (1989)6 A Terra Desconhecida (1991)7 Gerações (1994)8 Primeiro Contato (1996)9 Insurreição (1998)10 Nemesis (2002)11 Star Trek (2009)12 Star Trek, sequência (2013?)

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INSPIRAÇÃO: “O PLANETA PROIBIDO” (1956)

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2Mais veloz do

que a luz

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A TEORIA DA RELATIVIDADE CONTINUA EM PÉ ...● Hipóteses de Einstein (1905):

– As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais.– A velocidade da luz no vácuo é independente do referencial.

● Consequências:– Maxwell (1866) estava certo, embora não soubesse.– Newton (1666) não estava tão certo qto. pensava.

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ENERGIA E MASSA SÃO PROPORCIONAIS

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AUMENTO DA MASSA COM A VELOCIDADE

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EM OUTRAS PALAVRAS:● Nada no Universo pode ser acelerado além da velocidade da luz no vácuo (nem mesmoos neutrinos).● Sorry...

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MOTORES DE IMPULSO DE STAR TREK (v < c)● Fusão nuclear de hidrogênio.● 1% da massa do hidrogênio é transformada em energia.● Os átomos de hélio resultantes são lançados para trás com ¼ da velocidade da luz.● O limite de ¼ é especificado pela Frota Estelar para se evitar distorções temporais (“paradoxo dos gêmeos”).

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UM CÁLCULO SIMPLES (NÃO RELATIVÍSTICO)● Massa da Super-Órion= 8 milhões de toneladas.● Velocidade final = 0,10xc = 3x107 m/s.● Energia cinética final = ½mv2 = 3,6x1024 joules.● Ou 109 terawatts-hora.

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UM CÁLCULO SIMPLES (NÃO RELATIVÍSTICO)Em resumo, para acelerar a Super-Órion até 10% da velocidade da luz, precisa-ríamos gastar o equivalen-te a 58 mil vezes o consu-mo anual de energia elétri-ca da Terra!

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IMPULSOS DE DIFERENTES PROPULSORESTipo de Propulsor Impulso EspecíficoCombustível sólido 250Combustível líquido 450Íons 3.000VASIMR 1.000 a 30.000Fissão nuclear 800 a 1.000Fusão nuclear 2.500 a 200.000Pulso nuclear 10.000 a 1 milhãoAntimatéria 1 milhão a 10 milhões

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ANTIMATÉRIA● Toda a antimatéria produzida pelo CERN até hoje serviria para acender uma única lâmpada durante alguns minutos.● Um grama de antimatéria custaria hoje 62,5

trilhões de dólares.

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VELOCIDADE DE DOBRA (WARP SPEED)Se você não pode ultrapassar a velocidade da luz, que tal dobrar o espaço?● Enterprise D: máxima dobra = 9,6.● Voyager: máxima dobra = 9,975.● Dobra 10 é velocidade infinita.

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CRISTAIS DE DILÍTIOEm Star Trek a dobra é conseguida por meio de uma reação de matéria e antimatéria, modera-da por meio de cristais de dilítio.

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UM POUCO SOBRE A RELATIVIDADE GERAL

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PONTES DE EINSTEIN-ROSEN● Mais conhecidas como “buracos de minhoca” (“wormholes”).● Surgiriam a partir de rasgos no espaço-tempo, produzidos por buracos negros.

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SOLUÇÃO DE ALCUBIERRE● Miguel Alcubierre Moya, físico mexicano.● 1994: “The Warp Drive:

Hyper-fast travel within general relativity”

● Necessita de “matéria exótica” (densidade negativa).

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SOLUÇÃO DE ALCUBIERRE

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3Teletransporte

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TELETRANSPORTE NA FICÇÃO● 1877 - “O Homem sem Corpo”, conto de Edward Page Mitchell.● 1927 - “A Máquina de Desintegração”, conto de Arthur Conan Doyle.● 1958 - “A Mosca” (refilmado em 1986).● 1966 - “Star Trek”, a Série Clássica – restrições orçamentárias.

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TELETRANSPORTE “CLÁSSICO”● Desintegração reconstituição. →● Problema: um feixe de energia decorrente da desintegração de um adulto leve (50 kg) corresponderia à explosão de mil bombas de hidrogênio de 1 Mton.● O pessoal do meio ambiente certamente reclamaria!

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CODIFICAÇÃO DE INFORMAÇÃO● 1 átomo = 1 quilo-byte de informação.● Todos os livros já escritos = 1012 bytes.● Um ser humano = 1028 bytes.● Capacidade do maior disco rígido atual = 3 tera-bytes.● Conclusão: para transportar um ser humano precisaríamos de 3,3x1015 discos rígidos atuais.

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TELETRANSPORTE QUÂNTICO● Condensado de Bose-Einstein (CBE): um bilionésimo de graus acima de zero absoluto →mesmo estado quântico.● Previsto por Einstein e Satyendranath Bose em 1925. Criado em laboratório em 1995 (MIT).● Teletransporte com auxílio de um CBE: 2007, Murray Olsen et al., Australia.

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TELETRANSPORTE QUÂNTICO

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4Gravidade artificial

e antigravidade

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GRAVIDADE ARTIFICIAL● A gravidade artificial é comum no interior de todas as naves de Star Trek, até mesmo dentro das Shuttle Crafts.● O detalhe é que ninguém tem a mínima ideia de como fazer isso!

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Mas, de acordo com o velho ditado da Engenharia, “se

você não puder vencer, trapaceie!”

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O TOROIDE DE STANFORD

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A ESTAÇÃO ESPACIAL DE 2001, O FILME

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ANTIGRAVIDADE● Para obtermos antigravidade precisaríamos de

matéria exótica, ainda desconhecida...● … ou então de uma

quinta força funda-mental, também desconhecida.

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NÃO CONFUNDA ANTIGRAV. COM GRAV. ZERO

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5Biologia e Evolução

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Arthur C. Clarke“Ou estamos sozinhos no Universo, ou não estamos. Ambas as ideias são assustadoras”.

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OS TERRÁQUEOS (HUMANOS)

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OS VULCANOS

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OS KLINGONS

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OS KLINGONS

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OS ROMULANOS

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Por que são todos humanoides, embora com diferentes cores de pele e

diferentes cortes de cabelo e de orelhas?

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A RESPOSTA DOS ROTEIRISTAS● As várias civilizações humanoides de Star Trek têm origem nos planos de uma civili-zação superior que as antecedeu e “semeou” seu DNA pela galáxia.● Nova Geração, 6a temporada (“The Chase”).

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A RESPOSTA DOS PRODUTORESÉ difícil conseguir alienígenas de ver-dade para os papeis principais!

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A EVOLUÇÃO NÃO É DETERMINÍSTICA

Detalhe: evolução (no sentido de Darwin) não significa “aperfeiçoamento”.

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6Androides, Vulcanos

e emoções

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SÃO TANTAS EMOÇÕES...● Data não sente emoções, a não ser depois que instalou em si o “chip de emoções”.● Vulcanos sentem emoções, mas geralmente não se deixam dominar por elas.● Será isso possível?

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SERÁ POSSÍVEL INTELIGÊNCIA SEM EMOÇÃO?● Steven Pinker, 1997,“How the mind works”.

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PARA SABER MAIS● A física de Jornada nas

Estrelas, Lawrence M. Krauss,Makron Books, 1997.

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PARA SABER MAIS● A física do impossível,Michio Kaku, Rocco, 2010.

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Vida longae próspera!