ONE Dossier de pesquisa

Universum: representação do Universo elaborada e usada pelo astrónomo na obra “L’atmosphère: météorologie populaire”, (Paris 1888) - (Coloração de Heikenwaelder Hugo, Viena 1998).

Tentativas de comunicação com inteligência extraterrestre e respetivos siste-mas de comunicação

SETISETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) é um projeto que tem por objetivo a constante busca por vida inteligente no espaço. Uma das abordagens, denominada radio SETI, visa analisar sinais de rádio de baixa frequência captados por radiotelescópios terrestres (principalmente pelo Radiotelescópio de Arecibo), uma vez que este tipo de sinal não ocorre naturalmente, podendo ser interpretado como evidência de vida extraterrestre.

HistóriaA ideia de comunicação com inteligência extraterrestres não é nova. Gauss, conforme relatado por Camille Flammarion, havia proposto o envio de sinais para a Lua, na forma da representação do teorema de Pitágoras. Em 2015, em Londres, o empresário russo Yuri Milner, juntamente com o físico Stephen Hawking, anunciaram as suas intenções de fornecer US$ 100 milhões em financiamento ao longo da próxima década para os melhores pesquisadores do SETI, através do projeto “Breakthrough Listen” que permitirá que novos levantamentos de dados rádio e ópticos possam ocorrer usando os mais avançados telescópios .

SETI@HOMESETI@HOME é um projeto feito com base nas pesquisas do projeto SETI que utiliza os dados recolhidos por ele, dividindo-os em pequenos trechos que possam ser analisados por computadores pessoais comuns. Para isso, o projeto conta com a participação voluntária dos internautas, que “emprestam” o tempo de processamento dos seus computadores para a análise desses sinais de rádio.Assim, ao conectarem-se à Internet, o usuário do SETI carrega dados recolhidos por um radiotelescópio no seu computador que serão analisados durante o tempo livre do processador. Após essa análise, os resultados são retransmitidos ao controlo do projeto.Essa versão do projeto SETI@home está agora integrada na a plataforma BOINC.A capacidade de processamento desses voluntários supera em mais de 5 vezes o volume de dados disponíveis para análise, além de, conjuntamente, terem a maior capacidade de processamento criada pelo homem, da ordem de 7,691081e+21 operações em ponto flutuante (Flops).

- SETI@home em execução

Mensagem Arecibo

A mensagem de Arecibo foi enviada ao espaço com o objetivo de transmitir a uma possível civilização extraterrestre, informações sobre o planeta Terra e a civilização humana em 1974, pelo SETI com o uso do radiotelescópio de Puerto-Rico Arecibo. Algumas alterações foram efetuadas no transmissor do radiotelescópio, permitindo transmitir sinais com até 20 terawatts de potência. Como teste inaugural, foi decidido pelo SETI transmitir uma mensagem codificada para o universo. Este sinal foi direcionado para o agrupamento globular estelar M 13, que está a aproximadamente 25.000 anos-luz de distância, e possui cerca de 300.000 estrelas na Constelação de Hércules. A mensagem foi transmitida exatamente em 16 de Novembro de 1974, e consistia-se em 1679 impulsos de código binário que levaram três minutos para serem transmitidos na frequência de 2380 MHz.

1679 dígitosEscolheu-se enviar 1679 dígitos pois esse número é um número semiprimo, isto é, o produto de apenas dois números primos. No caso, 1679 é o produto de 23 e 73. A ideia foi escolher um semiprimo para que um eventual receptor pudesse deduzir que os sinais formam uma matriz* bidimensional.

* Matriz: Em matemática, uma matriz m x n é uma tabela de m linhas e n colunas de símbolos sobre um conjunto, normalmente um corpo, F, representada sob a forma de um quadro. As matrizes são muito utilizadas para a resolução de sistemas de equações lineares e transformações lineares. Uma matriz é um conjunto retangular de números, símbolos ou expressões, organizados em linhas e colunas. Cada um dos itens de uma matriz é chamado de elemento. Matrizes de mesmo tamanho podem ser somadas ou subtraídas — soma-se ou subtrai-se cada elemento individualmente. Contudo, a regra que se aplica à multiplicação matricial é diferente: multiplica-se duas matrizes somente quando o número de colunas da primeira é igual ao número de linhas da segunda.

- Cada elemento de uma matriz é muitas vezes representado por uma variável com dois subscri-tos. A variável a2,1, por exemplo, representa o elemento da segunda linha e primeira coluna de uma matriz A.

Descodificando a mensagem original

Números: A mensagem original compreendia diversas “seções”, cada uma representando um particular aspecto da nossa civilização. No topo havia a representação binária do número um até o número dez, mostrando os números oito, nove e dez como duas colunas. Isto mostra a qualquer um que decifrar a mensagem que nós podemos especificar que números grandes demais para serem escritos numa linha podem ser elevados à potência.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10---------------------------0 0 0 1 1 1 1 00 00 000 1 1 0 0 1 1 00 00 101 0 1 0 1 0 1 01 11 01X X X X X X X X X X

DNA elementos:

A próxima seção contem os valores binários 1, 6, 7, 8 e 15 que indicam os números atómicos dos elementos primários para a constituição da vida na Terra: Hidrogénio (H), Carbono (C), Nitrogénio (N), Oxigénio (O) e Fósforo (P) respectivamente.

1 6 7 8 15------------0 0 0 1 10 1 1 0 10 1 1 0 11 0 1 0 1X X X X X

Nucleótidos:A seção maior das três colunas, representa as fórmulas para os açúcares e bases para os nucleotí-dos do DNA.

Deoxirribose Adenina Timina Deoxirribose(C5OH7) (C5H4N5) (C5H5N2O2) (C5OH7)

Fosfato Fosfato(PO4) (PO4)

Deoxirribose Citosina Guanina Deoxirribose(C5OH7) (C4H4N3O) (C5H4N5O) (C5OH7)

Fosfato Fosfato(PO4) (PO4)

Dupla hélice:Abaixo disto, havia a representação gráfica da nossa “dupla hélice” do DNA ao lado de uma “barra vertical” que indica o número dos nucleotídeos no DNA.

11111111

11011111 1111 1111 1111 0111 1111 1011 0101 1110 (binário)01 = 4,294,441,822 (decimal) 110111

10111101X

Humanos:

Diretamente abaixo da dupla hélice do DNA está uma pequena representação de nós, humanos, com um corpo e dois braços e duas pernas (como um homem esticado). Na direita está um valor binário da população da terra. Isto pode ser calculado como 4,29 bilhões, que era a população mundial aproximada em 1974.

No lado esquerdo da forma humanóide existe um número binário correspondente à altura do ser humano. Pelo fato de não podermos usar “medidas humanas” (como pés e polegadas) a altura é representada em “unidades de comprimento de onda”.Como mencionado antes, a atual mensagem foi transmitida em 2.380 MHz. Para convertê-la no seu comprimento de onda nós dividimos por 300, para obter um comprimento de onda em metros.

300 / 2380 = 0,12605042 m = 12,6 cm. Esta é nossa “unidade de comprimento de onda” do código para a altura de um humano, nós podemos ver que o valor é 1110 em binário, ou 14 em decimal. Se multiplicarmos 14 pela nossa unidade de comprimento de onda (12,6) nós obtemos 176,4 cm, ou aproximadamente 1,76 m que é a altura média dos humanos.

- Radiotelescópio de Arecibo

Placa Pioneer

As placas Pioneer são um par de placas de ouro-alumínio anodizado que foram colocadas a bordo das naves espaciais Pioneer 10 (1972) e Pioneer 11 (1973), com uma mensagem pictórica que possa ser interceptada por vida extraterrestre ou até mesmo humanos do futuro. As placas mostram as figuras nuas de seres humanos do sexo masculino e feminino, juntamente com vários símbolos que são usadas para fornecer informações sobre a origem da nave espacial.

O Disco de Ouro da Voyager, uma mensagem muito mais complexa e detalhada usando a arte-mídia foi anexada nas sondas Voyager (lançadas em 1977).

Discos de Ouro da Voyager

Os Discos de Ouro da Voyager, são discos fonográficos que estão a bordo de ambas as naves Voyager. Eles contêm sons e imagens selecionados como amostra da diversidade de vida e culturas da Terra e são dirigidos a qualquer forma de vida extraterrestre (ou seres humanos do futuro distante) que os encontrem. Nenhuma das naves Voyager foi lançada em direção a uma estrela em particular, mas a Voyager 1 vai passar a 1,6 ano-luz de distância da estrela AC+79 3888 na Constelação de Ophiuchus dentro de 40 000 anos.

Como as sondas são extremamente pequenas comparadas à imensidão do espaço interestelar, muitos consideram improvável que elas sejam encontradas, mesmo que acidentalmente. Se forem encontradas por alguma espécie alienígena, isso só vai ocorrer num futuro muito distante. Portanto, os Discos de Ouro são mais um tipo de cápsula do tempo do que uma tentativa de comunicação com civilizações extraterrenas.

ConteúdoO conteúdo dos discos foi selecionado por uma equipa da NASA chefiada por Carl Sagan, da Universidade Cornell. Sagan e seus colegas reuniram 115 imagens e vários sons naturais, como o registro sonoro de trovões, vento, ondas do mar, e cantos de pássaros e baleias. Além disso, foi incluída uma coletânea musical com obras de diferentes épocas e culturas. Também foram registadas saudações em 55 línguas e mensagens do então Presidente dos Estados Unidos, Jimmy Carter e do então Secretário Geral das Nações Unidas, Kurt Waldheim.

Após ter recebido críticas sobre a nudez das figuras humanas na Placa Pioneer, a NASA impediu que Sagan e sua equipa incluíssem entre as fotografias uma imagem com um homem e uma mulher nus. Em vez disso, apenas a silhueta de um casal foi gravada. As 115 imagens foram gravadas em forma analógica.

- Disco Voyager Golden Record. - Capa do disco.

Sistemas de comunicação

Solfejo

O Solfejo é um método de educação musical utilizado para cantar os intervalos musicais, seguindo as respectivas alturas (frequências ou graus da escala) e ritmos anotados numa partitura. O solfejo é utilizado em em qualquer nível de educação musical em alguns países, desde a primária até ao nível de estudantes universitários. Muitos métodos de educação musical utilizam o solfejo para ensinar a intensidade dos sons e a leitura das notas musicais, sendo o mais conhecido, o método Kodály.

Método Kodály

O Método Kodály é uma metodologia pedagógica, desenvolvida com base no trabalho do educador e músico húngaro Zoltán Kodály, que hoje constitui a base de todo ensino musical na Hungria.De acordo com Kodály, o intelecto, as emoções e a personalidade de todas as pessoas podem ser desenvolvidas e trabalhadas através da música. Dessa forma, a música deveria ser acessível a todos, de maneira simples, porém sem perder a qualidade musical. Para encontrar uma música que pudesse ser apreciada e executada por todas as pessoas que assim o quisessesm, Kodály iniciou uma vasta pesquisa, que teve seu foco direcionado em especial para a música folclórica Húngara. Kodály acreditava que o estudo de música com as crianças devia partir das canções folclóricas e dos conhecimentos musicais que podiam ser explorados em seu estudo e através dessas canções ir expandindo o universo musical até alcançar a compreensão da literatura musical universal. O Método Kodály não foi escrito por Kodály e sim por seus seguidores, que utilizaram o material produzido por ele em suas pesquisas e práticas pedagógicas no campo do ensino da música.

Solfejo mímico

O Solfejo mímico é uma associação de gestos manuais com a altura das notas. É uma atividade que se utiliza do corpo das crianças para a vivência musical, assim como foi feito por Dalcrose em seu método. Cada uma das cinco alturas do solfejo relativo recebe um sinal gestual e um nome (que pode ser o nome da nota musical). Esse gesto irá ser executado no espaço diante do corpo da pessoa, em cinco alturas diferentes. Essa atividade permite que as crianças visualizem a altura musical observando como as notas “sobem” ou “descem” enquanto cantam e gesticulam melodias ascendentes e descendentes.

- Representação de solfejo manual de Curwen . Esta versão inclui as tendências tonais e títulos interessantes para cada tom, é uma representação próxima à proposta do Método Kodály

Bee learning and communication

Honey bees are sensitive to odors (including pheromones), tastes, and colors, including ultraviolet. They can learn such things as color discrimination through classical and operant conditioning and retain this information for several days at least; they communicate the location and nature of sources of food; they adjust their foraging to the times at which food is available; they may even form cognitive maps of their surroundings.

Learning

Learning is essential for efficient foraging. Honey bees are unlikely to make many repeat visits if a plant provides little in the way of reward. A single forager will visit different flowers in the morning and, if there is sufficient attraction and reward in a particular kind of flower, she will make visits to that type of flower for most of the day, unless the plants stop producing reward or weather conditions change. Honey bees are quite adept at associative learning, and many of the standard phenomena of classical conditioning take the same form in honey bees as they do in the vertebrates that are the more usual subjects of such experiments.

Foragers were trained to enter a simple Y-shaped maze that had been marked at the entrance with a particular color. Inside the maze was a branching point where the bee was required to choose between two paths. One path, which led to the food reward, was marked with the same color that had been used at the entrance to the maze, while the other was marked with a different color. Foragers learned to choose the correct path, and continued to do so when a different kind of marker (black and white stripes oriented in various directions) was substituted for the colored markers. When the experimental conditions were reversed, rewarding bees for choosing the inner passage marked with a symbol that was different from the entrance symbol, the bees again learned to choose the correct path. Extending the length of the tunnel to increase the time between seeing the one marker indicating the correct path and a second marker identifying the correct path show that the bees can retain the information in their visual working memory for about 5 seconds, equivalent to the short-term memory of birds.

Color learning in honeybees

One of the most common ways that honey bees, Apis mellifera, demonstrate associative learning is in the context of color recognition and discrimination tasks. Just as vertebrate species such as mice or pigeons that can be trained to perform associative learning tasks, honey bees make excellent subjects for tasks involving discrimination and color memory. Beginning in the early 1900s, scientists Karl von Frisch and later Randolf Menzel began asking questions about the existence, learning rates, memory, and timing of color vision in bees.

Color discrimination

The Austrian zoologist Karl von Frisch began the exploration of color vision in honey bees when he asked the first question in 1919: does color vision in bees exist? By making use of bees associative learning abilities he performed an elegant experiment to show that honey bees were in fact capable of color discrimination.

To test color vision, von Frisch first trained his honey bees to feed from a small dish filled with a nectar-like sugar water. This dish was placed over a small piece of blue colored cardboard so that the color was visible to the bees as they fed. Once the bees had become accustomed to the blue

cardboard, von Frisch surrounded the blue piece of cardboard with other identically sized pieces in varying shades of gray and placed small dishes over each piece. If bees could not discriminate between colors, they would be unable to distinguish the blue piece from the many gray toned pieces. In the case that bees did not have color vision then, von Frisch predicted that the bees would visit the gray and blue pieces with equal frequency, as they would not be able to tell a difference between them.

When he allowed bees access to the dishes, however, he found that the vast majority of the bees flew directly to the blue piece of cardboard on which they had previously obtained their sugar-water reward. The bees largely ignored the gray pieces which had not been rewarded. This directed exploration and targeting of the blue cardboard showed the bees could indeed discriminate between the gray and blue shades, showing that bees do possess color vision. Von Frisch repeated this same basic experiment to show that bees produced the same results with other colors like violet and yellow. Later other researchers were able to apply this excellent experimental design to other vertebrates as well, making it an invaluable insight into testing color vision in many organisms.

- Testing for color vision in honey bees. The majority of bees flew directly to the dish with the blue background as they had been trained to do. Thus, they were able to discriminate between gray and blue backgrounds, showing their capability for color vision.

Neurobiology of color vision

Color vision in honey bees can also be examined from a neurobiological perspective in terms of the structure and organization of their compound eyes.

In 1975 Menzel published a seminal paper describing the morphology and spectral sensitivity of the honey bee eye. He examined color-coding the honey bee retina by using a technique to mark individual cells with a fluorescent dye and record from these cells as single units. Such fine structure analysis allowed him to determine that there are three types of receptors in the honey bee eye: 1) UV receptors, 2) blue receptors, and 3) green receptors. The three receptors are dominated by three rhodopsin-like pigments. These pigments have maximal absorbance at wavelengths corresponding to 350 nm, 440 nm, and 540 nm.

As the cells were examined in detail, certain features were distinguishable for each type of receptor cell. UV cells were found to form the longest visual fibres. These long visual fibers penetrated the lamina with arborizations, a tree-like branching of the fibers and spines. Blue and green receptor cells have more shallow fibers.

Interestingly, Menzel found that most of the cells he studied had secondary sensitivities that corresponded to wavelength regions at which the other two receptor types were maximally active. He used spectral efficiency experiments to show that such corresponding wavelength receptivity is the result of electric coupling.

Dance communication

It has long been known that successfully foraging Western honey bees perform a dance on their return to the hive, known as waggle dance, indicating that food is farther away, while the round dance is a short version of the waggle dance, indicating that food is nearby. The laden forager dances on the comb in a circular pattern, occasionally crossing the circle in a zig-zag or waggle pattern. Aristotle described this behaviour in his Historia Animalium. It was thought to attract the attention of other bees.

In 1947, Karl von Frisch correlated the runs and turns of the dance to the distance and direction of the food source from the hive. The orientation of the dance correlates to the relative position of the sun to the food source, and the length of the waggle portion of the run is correlated to the distance from the hive. Also, the more vigorous the display is, the better the food. There is no evidence that this form of communication depends on individual learning. Honeybees detect the dances of conspecifics by sensing near field sound and electric fields using the Johnston’s organ.

Von Frisch performed a series of experiments to validate his theory. He was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine in 1973 for his discoveries.

- Figure-Eight-Shaped waggle dance of the honeybee. A waggle run oriented 45° to the right of ‘up’ on the vertical comb indicates a food source 45° to the right of the direction of the sun outside the hive. The abdomen of the dancer appears blurred because of the rapid motion from side to side.

- Waggle dance

- Aristóteles descreve a dança das abelhas no seu livro Historia Animalium, (livro 9), escrito entre 344 e 342 aC.

Pesquisa relacionada com características do planeta e comunidade

Nitrogénio (Azoto)

O azoto, nitrogénio é um elemento químico com símbolo N, número atómico 7 e número de massa 14 (7 protões e 7 neutrões), representado no grupo (ou família) 15 (antigo VA) da tabela periódica.É o quinto elemento mais abundante no Universo. Nas condições ambientes (25 °C e 1 atm) é encontrado no estado gasoso, obrigatoriamente em sua forma molecular biatómica (N2), formando cerca de 78% do volume do ar atmosférico.

Principais características

Ocorre como um gás inerte (N2), não-metal, incolor, inodoro e insípido, constituindo cerca de 4/5 da composição do ar atmosférico, não participando da combustão e nem da respiração. Condensa a aproximadamente 77 K (-196 °C) e solidifica a aproximadamente 63 K (-210 °C).

O nitrogénio é o principal componente da atmosfera terrestre. Este elemento chega ao solo através de compostos orgânicos (restos vegetais e animais) e/ou inorgânicos. Sua fixação pode ser biológica(simbiótica ou não) ou por descargas elétricas. No solo o N se encontra na forma orgânica ou inorgânica, podendo se mudar de forma (ou vice-versa) pelo fenômeno da mineralização ou imobilização.

Agár - agár

O ágar-ágar, é um hidrocolóide fortemente gelatinoso extraído de diversos géneros e espécies de algas marinhas vermelhas que consiste numa mistura heterogénea de dois polissacarídeos, agarose e agaropectina. Essas substâncias ocorrem como carboidrato estrutural na parede das células. Tais algas que contêm o ágar-ágar são denominadas agarófitas e pertencem à classe Rodophyta . O nome deste polímero provém da palavra malaia agar-agar. Os principais géneros de algas agarófitas são a Gelidium, Gracilaria, Gelidiela e Pterocladia.

O ágar-ágar é insolúvel em água fria, porém, expande-se consideravelmente e absorve uma quantidade de água de cerca de vinte vezes o seu próprio peso, formando um gel não-absorvível, não-fermentável e com importante característica de ser atóxico. Possui na sua composição principalmente fibras e também sais minerais (P, Fe, K, Cl, I), celulose, anidrogalactose e uma pequena quantidade de proteínas.

O ágar-ágar é muito empregado em microbiologia para culturas sólidas de bactérias. É especialmente útil por manter-se sólido (na verdade com densidade de um gel firme) em temperaturas comumente empregadas para cultura de bactérias (37 graus celsius), temperatura ótima para o seu desenvolvimento. As culturas em meio sólido são muito importantes pois permitem a identificação e isolamento de culturas puras (colónias, originadas de um único microrganismo), o que não é viável em meios de cultura líquidos.

A agarose é um polímero composto de subunidades de galactose. É um componente da parede celular em algas. Quando dissolvida em água quente e seguidamente arrefecida, a agarose toma uma consistência gelatinosa. Esta propriedade é usada em investigação laboratorial, medicina, culinária e indústria.

Arte em ágar-ágar, de Mellissa Ficher

Mellissa Fisher é uma ilustradora de Inglaterra, e frequenta atualmente o mestrado de Arte e Ciência, na Central Saint Martins. No seu mestrado tem vindo a desenvolver diversas esculturas do seu próprio corpo em ágar-ágar, que exploram as bactérias que este produz, os ecossistemas nos nossos corpos que nos ajudam a sobreviver. A artista tem vindo a mostrar ao público como seriam os nossos corpos a um nível microbiótico, mostrando o quão interessante é o desconhecido.