O Universo

Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
Formador[a]
UFCD / UC
Data
Contextualização / Objectivos
Orientação Pedagógica
Mafalda Alemão
STC – Saberes Fundamentais
29.Abril.2010
Leis e Modelos Científicos
Universo: Constituição e Interacção
Trabalho individual
Quem somos?
Há questões tão velhas quanto a própria humanidade: Quem somos? De onde viemos? Para onde
vamos? Estamos sós?
Respostas sempre as houve. Ou de líderes supostamente iluminados ou de religiões que, por
natureza, se pretendem definitivas. No entanto, nunca houve uma resposta cabal que sossegasse e
satisfizesse a humanidade, e cada um de nós.
Nos últimos séculos, uma nova via de procura de respostas tem feito o seu caminho: a ciência. Por
definição de ciência, todas as respostas que encontra são provisórias, nunca definitivas. Mas a novidade
desta via é que se socorre de mecanismos racionais e lógicos, de um método, aliás, daquilo que distingue a
humanidade de tudo o mais que é conhecido.
À pergunta “Estamos sós?” é possível responder com alguma fundamentação científica; usando
esses mesmos mecanismos racionais e lógicos, esse método. O resultado não é uniforme mas coloca-nos
novas interrogações e uma necessidade imperiosa de reflectir.
A seguinte equação pretende calcular a possibilidade de existência de outras civilizações
inteligentes e com capacidade de comunicação na nossa galáxia (N).
N = R x fp x ne x fl x fi x fc x L
R – este termo é uma taxa e representa o número de estrelas (semelhantes ao sol) que se formam
anualmente na Via Láctea. No fundo é o resultado da divisão entre o número de estrelas, semelhantes ao
Sol, que existem e a idade da nossa galáxia. Não existe consenso sobre o valor desta taxa, até porque será
variável, mas estará no intervalo entre 1 e 20.
1.
O que é uma galáxia? Qual é o tamanho da nossa galáxia (Via Láctea) e de que tipo é?
Uma galáxia é um aglomerado de muitas estrelas unidos por forças gravitacionais e girando em torno de um
centro de massa comum. É do tipo espiral.
2.
Todas as galáxias juntam, o que é que formam?
Formam o Universo.
Pág | 1
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
Recurso Didáctico
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
3.
O que é uma estrela?
4.
Proponha um valor e justifique a sua escolha.
Valores 20, porque as estrelas estão em constante renovação.
fp – é uma fracção do número de estrelas semelhantes ao Sol e que formou um sistema planetário.
Pelo conhecimento que se tem do mecanismo de nascimento, evolução e morte de estrelas e planetas, é
consensual estimar entre um décimo e a metade do número de estrelas com sistemas planetários.
5.
Como nascem as estrelas e os planetas?
As estrelas nascem a partir de nuvens de moléculas, quando em algum local da nuvem há uma certa
densidade de moléculas massivas, essas tendem a entrar em colapso e a densidade central tende então a
aumentar rapidamente, enquanto a densidade nas partes externas permanece praticamente constante.
Segundo uma descoberta do grupo de cientistas do Instituto de tecnologia de Massachusetts, os planetas
podem nascer a partir de uma espécie de disco de poeira e rocha ao redor de um pulsar, um corpo celestial
que surge como consequência dos restos da explosão de uma estrela.
6.
Como evolui a nossa estrela e como morrerá?
Conforme a maioria das estrelas, o sol também esgota a sua reserva de hidrogénio, as suas camadas externas
expandem e arrefecem e formam uma gigante vermelha (em cerca de 5 bilhões de anos, quando o Sol já for
uma gigante vermelha, ele terá engolido o planeta, depois incha e vai demorar triliões de anos a arrefecer.
7.
Proponha um valor e justifique a sua escolha.
Um décimo, porque não se formam sistemas planetários de todas as estrelas.
ne – é o número de planetas, em estrelas semelhantes ao Sol e com planetas, que tem condições
para o desenvolvimento da vida. É consensual escolher um valor entre 0,5 e 3.
8.
Indique quais as condições necessárias para haver vida? E para vivermos na Terra?
Para haver vida na terra é necessário existir água, oxigénio, gravidade, clima ameno e alimento.
9.
Proponha um valor e justifique a sua escolha.
1.
fl – é uma fracção do número de planetas com condições para a existência de vida e onde essa vida
se desenvolveu. Isto realmente aconteceu. Veja-se o nosso planeta. Formado há 4600 milhões de anos, a
vida apareceu logo 1000 milhões de anos depois dessa formação. É consensual que o aparecimento de vida
é inevitável, onde existam condições para isso; qualquer valor maior que 0 até 1 é válido.
10. Necessitarão todos os seres vivos das mesmas condições?
Não. As plantas por exemplo não necessitam do mesmo alimento.
11. Proponha um valor e justifique a sua escolha.
Pág | 2
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
Estrelas são astros com luz própria, que resulta de reacções nucleares de hidrogénio.
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
fi – é uma fracção do número de planetas onde se desenvolveu vida e essa vida evoluiu até formas
inteligentes. Veja-se o nosso planeta e nós. A vida apareceu na Terra há 3600 milhões de anos, no entanto
só existe vida inteligente (a nossa espécie) há cerca de 1 milhão de anos; claro que tudo muda se
considerarmos que a inteligência não é uma característica só humana mas, isso sim, partilhada por outras
espécies; aí, a inteligência terá aparecido há centenas de milhões de anos; qualquer valor maior que 0 até 1
é válido.
A herança de Darwin
A herança de Darwin é extraordinária: grande logo à partida, tem rendido juros que se têm
acumulado neste século e meio e continua a render! Como um biólogo ilustre disse, "nada na biologia faz
sentido a não ser à luz da evolução". A teoria da evolução é uma grande teoria unificadora na Biologia pois
permite explicar de uma maneira bastante simples toda a variedade e complexidade do mundo vivo,
incluindo neste a nossa espécie. O sábio inglês afirmou que pequenas causas fazem, ao longo de muitos e
muitos anos, grandes efeitos. Foi assim que a partir de organismos primitivos chegámos à riqueza do
mundo vivo que hoje vemos. Foi assim que a partir de seres unicelulares se chegou ao homem. A origem da
vida continua a ser algo misterioso, mas o seu desenvolvimento passou a ser claro. Darwin não conhecia os
mecanismos da genética, mas, desde que estes se conhecem, percebe-se que as pequenas causas são
alterações genéticas (pode sempre haver erros numa cópia). Essas pequenas causas serão ocasionais, mas
o processo de selecção natural, que tem a ver com a melhor adaptação ao meio, faz com que umas espécies
triunfem ao passo que outras não. Por exemplo, a nossa triunfou ao passo que as trilobites não. Na
gigantesca árvore da vida nós estamos num ramo sobrevivente tal como milhões de outras espécies. Mas
muitos outros ramos terminaram. Esta visão racional da história da vida, baseada em todas as observações
e experiências disponíveis, não tem sequer nenhuma outra que lhe faça frente. Pode haver falhas aqui e ali,
mas são falhas de pormenor numa visão global que faz sentido. Darwin, baseado nas suas cuidadosas e
prolongadas observações na viagem à volta do mundo, teve uma intuição de génio e, como compreensão
geral da prodigiosa biodiversidade, essa intuição não foi ultrapassada. Darwin mudou a nossa visão do
mundo tal como, na física, Galileu.
Curiosamente, o ano Darwin é também o ano de Galileu, que assinala os 400 anos das primeiras
observações astronómicas feitas com o telescópio. Tal como Galileu, Darwin baseou-se na observação. Tal
como este verificou regularidades no Universo. Tal como ele, trouxe uma nova visão do lugar do homem. E,
Pág | 3
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
1, pois é inevitável o aparecimento de vida.
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
tal como ele, enfrentou a incompreensão, nomeadamente por parte de alguns poderes eclesiásticos. O
conjunto dos seres vivos não ficou menos abalado com Darwin. O triunfo maior de Darwin será talvez
encontrar vida noutros sítios do Universo e descobrir que também aí as leis da evolução funcionaram,
dando resultados provavelmente ainda mais diversos e surpreendentes daqueles, já de si tão diversos e
surpreendentes, que encontramos no planeta Terra. A revista "New Scientist" pediu recentemente a vários
cientistas para dizer qual foi mais importante, se Galileu se Darwin. Uns são por Darwin, outros por Galileu.
Eu não sei decidir: apesar de ser físico, sou pelos dois... Os dois, cada um à sua maneira, fizeram com que
hoje saibamos melhor onde estamos e quem somos. Há quem pense que o homem terá descido do seu
pedestal, eu, como muitos outros cientistas, penso que esse pedestal era falso. Somos parte do vasto e
variado Universo. Não somos estranhos num sítio estranho, mas sim uma parte natural de um Universo
que, embora ainda mal conhecido, cada vez conhecemos mais e melhor. Aliás, enquanto não se encontrar
vida inteligente noutros sítios do Universo, somos a única parte do Universo que quer saber dele, que o quer
compreender, e que, felizmente, o consegue compreender. A ciência é uma forma de cultura e, com Galileu
e Darwin, a nossa cultura ficou mais rica.
Ao contrário de Galileu, Darwin enfrenta ainda hoje alguma incompreensão. Os inimigos de
Darwin são os inimigos da ciência, os descendentes daqueles que ontem condenaram Galileu. Há quem
pense, pasme-se, que a ideia de criacionismo, assente num leitura literal da Bíblia (ao fim e ao cabo a
mesma leitura que fizeram os que condenaram Galileu), está em disputa com a ideia da selecção natural de
Darwin. Não está, não jogam sequer uma com a outra porque simplesmente são de campeonatos
diferentes. Ciência e religião são dimensões humanas diferentes, que, apesar das suas grandes diferenças,
podem coexistir pacificamente. Quando disputam uma com a outra, como por vezes acontece, pode ser
mau para uma e para outra. Os criacionistas, que se encontram em largo número nas igrejas evangélicas
(nos Estados Unidos, inquéritos sociológicos mostram que a maior parte das pessoas acredita em Galileu,
mas não em Darwin), recusam-se a aceitar as regras do jogo da ciência, que passam por aceitar as decisões
do "árbitro" que é o Universo, que "apita" através da observação e da experiência. Por mim, são livres de
jogarem o jogo deles, uns com os outros, mas não nos obriguem a jogar com eles. Eu não quero jogar com
eles! Eu quero jogar o jogo da racionalidade e não o da irracionalidade. E a sociedade moderna, que
assenta largamente no "jogo da ciência", na progressiva compreensão do Universo em que vivemos, faz
bem em não querer nem jogar nem sequer pagar nem assistir ao jogo deles. Se o fizesse correria o grande
risco de deixar de ser moderna.
Carlos Fiolhais
12. A evolução é um facto. Descreva a Teoria da Evolução de Darwin por selecção natural.
Pág | 4
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
lugar central do homem no Universo ficou seriamente abalado com Galileu e o lugar especial do homem no
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
Tem a ver com a melhor adaptação ao meio, a capacidade de sobrevivência dos seres vivos, faz com que
algumas espécies consigam sobreviver e outras não.
A genética.
14. Quais as duas visões do mundo apresentadas no texto?
São o criacionismo e evolucionismo.
15. Defina inteligência (dê a sua opinião e não a de outros!)?
16. Que espécies se poderão encaixar na sua definição de inteligência?
17. Proponha um valor e justifique a sua escolha.
fc – é uma fracção do número de planetas onde se desenvolveu vida inteligente e essa vida
conseguiu desenvolver tecnologia para comunicar por ondas electromagnéticas. Veja-se o nosso planeta e
nós. Desde finais do século XIX que comunicamos voz nas frequências das ondas rádio; desde 1936 que
associamos imagem a essa comunicação; essas emissões escapam-se do nosso planeta e podem chegar a
qualquer ponto do Universo; se alguém a captar, ficará a saber que não está só. Existem programas, a
decorrer, com o objectivo de escutar o Universo à procura de outros seres. Esses programas (programas
SETI) baseiam-se na escuta do espectro de frequências na esperança de encontrar sinais ordenados (tais
como os nossos) que provem a existência de outros seres inteligentes. Qualquer valor maior que 0 até 1 é
válido.
18. Os programas SETI têm um custo. Concorda com estes gastos? Justifique a sua posição.
19. Proponha um valor e justifique a sua escolha.
L – este termo é uma estimativa, em anos, da duração de uma civilização que desenvolveu
tecnologia sofisticada. Veja-se o nosso caso. Há pouco mais de 100 anos que comunicamos via rádio. Há
cerca de 100 anos que conhecemos o átomo e o núcleo atómico. Esse conhecimento permitiu dominar a
energia nuclear que tanto pode fornecer energia barata como destruir-nos com uma bomba. Com
capacidade de auto-destruição, já existimos há 65 anos.
20. Reflicta sobre as formas de organização da sociedade e como se devem relacionar os seus agentes, com vista
à salvaguarda da espécie humana.
21. Proponha um valor e justifique a sua escolha.
22. Quantas civilizações inteligentes e com capacidade de comunicação para fora do seu planeta existirão na
nossa galáxia? (Aplique a equação dada com os valores que definiu).
23. Estima-se, por defeito, que existam 100000 milhões de galáxias no Universo. Quantas civilizações existirão,
então, no Universo?
Futuro próximo?
Pág | 5
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
13. Segundo o Neodarwinismo, que outros mecanismos intervêm na evolução.
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
Estamos perto de uma revolução tecnológica que terá o nome de “Revolução da Robótica”.
companhia, como colegas de trabalho, como assistentes de todo o tipo de actividades. É fascinante o que
pode acontecer, e de facto esta revolução que se aproxima é bem a demonstração do génio e da
capacidade do homem em fazer ciência e reinventar o seu futuro.
Como é que esta história fascinante começou? Por incrível que pareça a história da robótica
funde-se com a história da humanidade. A robótica não é uma invenção do século XX, nem do nosso milénio
sequer. Fez parte do tempo e das reflexões de muitos dos melhores pensadores da nossa história comum:
passou pela Grécia antiga, pelos árabes, andou com Leonardo Da Vinci, Nicola Tesla e muitos outros.
Quando teve as condições próprias desenvolveu-se e está prestes a mudar a forma como vivemos.
A robótica moderna tem cerca de 50 anos. Teve o seu desenvolvimento potenciado pelo
aparecimento do transístor e o desenvolvimento de componentes em semiconductor, e com eles dos
computadores, dos sensores e actuadores, da informática e da capacidade de projectar e simular
mecanismos complexos. Também beneficiou muito do I&D em novos materiais e soluções estruturais
robustas e mais leves.
Uma boa revisão do estado actual e perspectivas futuras da robótica é apresentada no livro
“Handbook of Robotics”, editado em 2008 pela prestigiada editora Springer (a maior editora mundial de
ciência e tecnologia). Esse livro recebeu agora dois prémios PROSE (em Physical Sciences and Mathematics,
e em Engineering Technologies), organizados pela Associação Americana de Editores, reconhecendo o
mérito dos sucessos obtidos pela comunidade científica mundial na área ao longo destes 50 anos. Os
editores do livro (Bruno Siciliano, presidente do IEEE Robotics and Automation Society e professor na
Universidade de Nápoles, e Oussama Kathib, professor na Universidade de Stanford) reuniram 64 autores
de todo o mundo (um português) com o objectivo de abranger todas as áreas da robótica.
Isto são coisas positivas e que nos deixam de olhos postos no futuro.
Mas, existe um lado negro e até assustador. Num livro recente (Wired to War), Peter Singer,
Director da 21st Century Defense Initiative, lança um alerta sobre a possibilidade de usar a tecnologia
robótica em aplicações militares letais e cruéis. Na verdade, isso também está próximo de acontecer. Robôs
usados como soldados sem escrúpulos e letais, que fazem o trabalho sujo em cenários de guerra
complicados, ou em acções terroristas. Na verdade, um robô não precisa de uma promessa de uma vida
eterna com 72 virgens para fazer atentados ou cumprir uma missão assassina. Basta ser programado para
isso ou controlado à distância. Essa tecnologia robotizada e sem intervenção humana já existe, e é usada
pelos militares para missões de alto risco. Quando for capaz de ser autónoma (aquilo que já sabemos fazer
em muitas situações), isto é, quando for capaz de analisar o cenário e tomar decisões tendo em conta os
Pág | 6
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
Estamos perto, muito perto, de ter robôs a partilhar o nosso dia-a-dia nas tarefas domésticas, como
Dossier Técnico Pedagógico
Projecto:
5742/2008/22
Acção:
5742/2008/22-481039-6-3
Área de Formação:
481. Ciências Informáticas
Itinerário de Formação: 48102. Instalação Manutenção Sistemas Informáticos
Referencial de Formação:
481039 - Técnico/a de Informática – Sistemas
Nível de Formação:
3
Modalidade de Formação:
EFA – NS
Local de Formação:
Lourinhã
objectivos que lhe foram fixados, permitirá construir máquinas temíveis, cruéis, muito eficazes e
Também não me deixam nada orgulhoso os desenvolvimentos de robótica usados para a indústria
do sexo. Máquinas parecidas com homens e mulheres que podem ser usadas como parceiro sexual.
Funcionam, dizem. E como muitos diriam, têm a vantagem de ter um botão de ON e OFF.
Como em tudo na vida, podemos optar pela ciência e por usá-la para melhorar a nossa vida,
fazendo justiça à nossa capacidade criativa. Mas também podemos criar situações terríveis que colocam
em risco aquilo que somos. Como sempre podemos escolher, e eu sei que escolheremos bem.
Norberto Pires
24. Apresente argumentos para:
a)
Defender as perspectivas futuras da robótica.
b)
Atacar as perspectivas futuras da robótica.
25. À luz deste texto e da sua opinião diga:
a)
Como é que sociedades cada vez mais técnicas podem alienar o homem?
b)
Poderão, sociedades cada vez mais técnicas, libertar o homem da servidão?
26. Que consequências podem daí resultar para a estrutura da sociedade?
27. Que regras delinear para minimizar as desvantagens da robótica para a sociedade?
Bom trabalho!
Pág | 7
Megaexpansão, Ensino e Formação Profissional em Novas Tecnologias, Lda. | Rua Praça de Touros, 26 | 2500-167 Caldas da Rainha
NIPC 503 807 141 | Correio Electrónico [email protected] | www.megaexpansao.pt | Telefone 262 836 204 | Telefax 262 844 223
verdadeiramente assustadoras.