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Sugestões de livros sobre mecânica quântica e física de plasmas a nível de divulgação científica

Recentemente recebi um e-mail perguntando sugestões de livros de divulgação científica sobre mecânica quântica e física dos plasmas.

Sobre mecânica quântica, eu recomendaria os seguintes livros:

Estes livros são sensacionais e ensinam os conceitos básicos da MQ de maneira qualitativa e divertida. Há também uma lista bem legal de livros sugeridos pelo The Guardian.

Livros a nível de divulgação científica sobre física de plasmas são bem mais difíceis de encontrar. Eu recomendaria o livro “Gravity’s fatal attraction: black holes in the universe” dos renomados astrofísicos Mitchell Begelman e Martin Rees, que fala sobre os ambientes mais extremos do universo (que envolvem plasmas) perto dos buracos negros. De fato, eu recomendo este livro aos meus estudantes quando eles começam a aprender sobre o papel dos buracos negros no universo.

Futebol em Marte

O Daniel Lisboa do UOL me escreveu recentemente fazendo uma série de perguntas inusitadas para uma matéria que ele está escrevendo: como seria uma partida de futebol no planeta Marte? Eu achei as perguntas super interessantes e divertidas, e resolvi fazer algumas contas para descobrir como seria jogar uma pelada no planeta vermelho.

As minhas respostas às perguntas do Daniel constam abaixo. A matéria publicada você pode ler no UOL esporte.

Perguntas e respostas sobre futebol em Marte

Numa hipotética chegada do homem à Marte, quais seriam os empecilhos mais evidentes para “jogar uma pelada” por lá?
Marte não é um lugar amigável para os seres humanos. O planeta é muito frio, cheio de desertos e com pouquíssimo oxigênio. Se você aterrizasse com os seus amigos em Marte para jogar uma pelada, o principal problema é que a pressão atmosférica lá é muito menor que aqui na Terra (1%). Se você fosse de bermuda, chinelo e camiseta pra lá, em poucos minutos a sua pele iria se romper, os seus órgãos explodiriam e vocês sofreriam uma more rápida porém dolorosa. Como eu disse acima, Marte é não legal com os seres humanos.
Mas suponhamos que você e os seus companheiros usam um traje protetor de astronauta para jogar a pelada, dotado de um tanque de oxigênio.
Pode-se imaginar alguma maneira de lidar com a falta de gravidade?
A gravidade em Marte é menos da metade da gravidade na Terra (40%). Seria bastante complicado tentar contornar este problema.
Seria um futebol acrobático. Você dificilmente levaria tombos no planeta vermelho. Você conseguiria pular três vezes mais alto por lá. Em outras palavras, um passo dado em Marte rende 3x mais.
O ruim é que seria difícil manter a bola dentro do campo de futebol. Uma bola chutada em Marte alcançaria mais que o dobro da distância da mesma bola chutada na Terra. A baixa resistência do ar em Marte tornaria difícil certas jogadas que bons jogadores usam, por exemplo colocar giro na bola (na física este efeito é chamado de efeito Magnus).
Quais temperaturas os “peladeiros” enfrentariam? Já existe tecnologia (por exemplo, roupas especiais) para lidar com elas?
Fico com frio só de pensar. A temperatura média por lá é de -47 graus centígrados com uma máxima de -5 graus.
Sim, as roupas de astronautas foram projetadas para proteger contra estas baixíssimas temperaturas.
E a bola, iria requerer algum material especial? Uma bola “comum” suportaria as condições marcianas?
Infelizmente as nossas bolas de futebol seriam imprestáveis em Marte. Por quê? Uma bola de futebol normal provavelmente iria se rasgar em Marte, porque ela iria se expandir devido à pressão atmosférica muito mais baixa no planeta vermelho. O tecido da bola não iria aguentar.
Uma maneira de contornar este problema seria criar bolas de futebol feitas com tecidos muito mais resistentes. Estas bolas de futebol — aprovadas pela FIFA marciana — provavelmente seriam mais difíceis de chutar e mudariam completamente a dinâmica do jogo.
Que tipo de terreno os jogadores teriam de enfrentar? Será que dá para jogar bola nele?
A superfície de Marte é um grande deserto, coberto de pedra basáltica com uma camada de areia vermelha. E bastante acidentado, cheio de crateras. Seria difícil achar uma área “limpa” pra jogar uma pelada.
Jogar bola em Marte exigiria mais ou menos preparo fisico do que na Terra? É possível fazer essa comparação?
Um Messi marciano vai ter uma preparação física extremamente diferente de um terráqueo futebolístico e o tipo de jogo também vai ser bem diferente. Vai ser um jogo comparativamente chato em relação ao futebol terráqueo.
Vai ser necessário menos preparação física devido à gravidade reduzida. Como o jogador vai ter que jogar bola com um traje de astronauta que não permite muita agilidade, o jogo vai ser menos ágil, mais lento. A importância do posicionamento e precisão dos passes vai ser muito maior que aqui na Terra.
 Por fim, como astronautas fazem para se manter ativos em longas viagens espaciais? Imagino que eles chegariam em Marte com defasagem muscular, não?
Vão ser necessários muitos exercícios físicos e fisioterapia durante a viagem. Existem aparelhos de ginástica especiais para que os astronautas se mantenham em forma. Por exemplo, esteiras e pesos especiais. Provavelmente vai haver um pouco de defasagem muscular.

Links interessantes sobre o assunto

Football in Mars: a lesson in creative thinking | astrobites

Staying fit in space | NASA

The physics of kicking a soccer ball

Projectile motion app

Comparação entre as propriedades dos planetas Terra e Marte | WolfraAlpha

Leia também sobre conceitos fascinantes do movimento de projéteis: horizontal range, drag force (wikipedia)

Ciência e cerveja

No dia 7 de Outubro eu dei a palestra inaugural no evento Encontros Memoráveis de Ciência e Cerveja em Ribeirão Preto. Falei sobre as diferentes maneiras de morrer com um buraco negro no Bar Cervejarium. Foi uma conversa sobre ciência bastante descontraída — pela primeira vez eu dei uma palestra enquanto “molhava o bico” — e a participação do pessoal foi ótima. Entre um tira-gosto e outro, fomos até os limites do universo e além.

Revista Galileu fez uma ótima matéria sobre o assunto, preparada pelo João Mello BourroulBuracos negros e cerveja: veja como é uma palestra científica em um bar. Vale a pena conferir.

Em breve, o Marcos de Oliveira — o idealizador do evento — vai disponibilizar no youtube o vídeo da palestra, que foi transmitida ao vivo.

Apresentação regada a cerveja e tira-gostos no Bar Cervejarium em Ribeirão Preto. Crédito: João Mello Bourroul | Revista Galileu.
Apresentação regada a cerveja e tira-gostos no Bar Cervejarium em Ribeirão Preto. Crédito: João Mello Bourroul | Revista Galileu.

Virada Científica 2015 na USP

No próximo Sábado nós teremos na USP o maior evento de divulgação científica do ano: Virada Cientifica (clique no link para ver a programação completa). Haverá várias palestras e atividades muito legais.

Sobre astronomia, teremos por exemplo:

§ A ciência do filme Interestelar, 18h na FAU – o filme será exibido no CINUSP às 14h30, com tempo de sobra para quem quiser ver os dois
§ A procura de uma Terra 2.0 e de um Sistema Solar 2.0, 14h no IAG
§ Origens da vida num contexto cósmico, 17h na FAU

Agenda das outras atividades astronômicas (por exemplo, observação do céu, astronomia e gastronomia e outros).

Avise os seus amigo(a)s e colegas interessado(a)s!

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Success of talks: Science of Interstellar

The talks on the science of Interstellar were a huge success. In my two presentations, the rooms were so crowded that there was not possibly enough room to fit everybody wanting to hear about the fascinating science depicted in the movie: general relativity, extrasolar planets, curved spaces, black holes, wormholes, time bending, extra dimensions and more. In the first presentation at IAG, we had chairs for ~120 people and we got more nearly 200 people! At Parque Cientec, they had room for about 60 people and there nearly 100 people in the room.

Very happy with the interest of the public in hearing about the intersections of cutting edge physics and science fiction. Stay tuned for more news!


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A Ciência do Filme Interestelar

A Ciência do Filme Interestelar

Prof. Rodrigo Nemmen

Viagens interestelares são possíveis? O que há dentro de um buraco negro? Dá pra viajar no tempo? Existem outras dimensões? O filme Interestelar nos leva ao longo de uma fantástica viagem muito além dos confins do nosso sistema solar. Nesta palestra, o Prof. Nemmen revelará que os incríveis eventos fictícios do filme, assim como os efeitos especiais inéditos, são baseados em áreas fascinantes da ciência. O Prof. Nemmen falará sobre buracos negros, viagens interestelares, planetas fora do sistema solar, buracos de minhoca e mais, descrevendo as leis que governam o nosso universo e os fenômenos assombrosos que estas leis tornam possíveis.

Onde?

Sobre o palestrante

Rodrigo Nemmen é professor de astrofísica na USP, membro afiliado da Academia Brasileira de Ciências e foi pesquisador na NASA. Suas pesquisas têm buscado desvendar os segredos dos fenômenos mais violentos do universo — em particular os buracos negros. Interestelar e todos os seus personagens e elementos são marca registrada de ©Warner Bros. Entertainment Inc. IMG_2230

Buracos negros na Folha de SP

Neste Domingo foi publicado no jornal Folha de São Paulo uma reportagem sobre o meu trabalho de divulgação científica sobre buracos negros: veja seis maneiras de morrer com um buraco negro.

A reportagem é muito divertida e gostei especialmente das ilustrações: tragédia no espaço.

Para os curiosos que lerem esta postagem e a reportagem da Folha, seguem esclarecimentos sobre alguns ponto do texto:

  • As maneiras 1 e 2 de morrer no artigo são uma consequência do mesmo fenômeno físico, chamado de forças de maré e causado pelo comportamento da atração gravitacional a objetos astronômicos. Este tipo de fenômeno causa as marés na Terra.
  • Sobre a maneira 3: não se preocupem, o nosso Sol jamais se tornará um buraco negro porque ele é muito “magrinho”.
  • O telescópio de raios gama lançado pela NASA em 2008 chama-se Fermi, e não Glast. Glast era o nome da missão antes do lançamento. Eu estou envolvido com esta missão desde 2011.
  • Na reportagem: “analisando os diferentes espectros de radiação emitidos pelos buracos negros […]”. Na verdade, os buracos negros não emitem radiação em si, o que brilha é o turbilhão de gás caindo neles ou o gás que é expulso antes de cair.
  • A reportagem menciona que os buracos negros “ejetam mais energia do que absorvem — estão na verdade consumindo sua massa”. Nem todos os buracos negros se comportam desta maneira, mas uma pequena fração deles parece ter este comportamento bizarro, conforme eu e um colaborador temos pesquisado. Os artigos científicos relatando esta descoberta estão aqui e aqui.

Divirtam-se com estas tragédias espaciais!

Buracos Negros na Virada Científica

A couple of weeks ago we had at USP a “scientific open house” — Virada Científica: we opened the doors of our institutes to the general public for 24 hours. The proposal of this event is to have the scientific equivalent of the Virada Cultural that happens throughout São Paulo for 24 hours.

IAG had over 1500 visitors and we had exhibitions about astronomy, geophysics and atmospheric sciences. This included an inflatable planetarium, an earthquake simulator and other cool stuff.

My contribution to the event is that I gave the final presentation of the night at IAG: 11 ways a black hole can kill you. Over 100 people attended the talk, and I was bombarded with questions from the audience. For instance, I estimate that there were 40 minutes of questions and discussion with the audience following the 45 minutes-long talk! People were curious about: what is the biggest black hole ever discovered? (this one was asked by a ten year-old) What happens inside a black hole? What are white holes? Hawking radiation? Wormholes? Anti-matter? Why are jets launched perpendicular to the disk? (good one!)

I always take the questions following a talk as an indicator of how successful the talk was. In this case, I interpret this as indicating a successful presentation.  🙂

Semana Acadêmica da Física na UFSC

Nesta Segunda, dia 15 de Setembro, participei da Semana Acadêmica da Física da Universidade Federal de Santa Catarina e posso dizer que foi um prazer! Gostei muito de interagir com os alunos que participaram da semana acadêmica, nas discussões e perguntas que aconteceram após o meu seminário sobre buracos negros, e durante a sessão de observação do céu. Parabéns aos organizadores!

Além disso, o campus da UFSC é muito bonito e agradável (não tinha tido oportunidade de conhece-lo melhor até o momento).

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