O século passado - até a última década - assistiu a saltos surpreendentes na ciência e na tecnologia, à medida que obtivemos uma melhor compreensão do nosso mundo e como ele funciona. Mas, embora a ciência tenha as respostas para perguntas que nossos ancestrais nunca acreditariam que descobriríamos, ainda existem muitas questões enormes que ainda precisam obter respostas totalmente satisfatórias.
Isso varia do filosófico ao prático, do total de mistérios às perguntas que chegamos perto de responder, mas que ainda não estão lá. Leia para descobrir o que são. E para mais enigmas relacionados ao espaço, confira 21 Mistérios sobre o espaço que ninguém pode explicar.
1 Como exatamente a vida começou?
Não nos entenda mal aqui - os biólogos evolucionistas têm uma boa idéia de como certos organismos evoluíram para outros, mas ainda não sabem o que deu início a tudo. Como chegamos da "sopa primordial" dos blocos de construção da vida à formação de células auto-replicantes?
A teoria principal nos últimos 50 anos foi que uma descarga elétrica levou a reações químicas que criaram os primeiros aminoácidos, mas nem todos os cientistas concordam. Alguns acham que o fator causador foi a ação vulcânica e outros acham que pode ter sido meteoritos que trouxeram vida para nós.
2 Por que sonhamos?
"Por quê?" pode ser a pergunta mais difícil para a ciência responder. Os humanos certamente sonham, como evidenciado pela avançada tecnologia de imagens cerebrais, mas a que finalidade isso serve? Por que nossos neurônios continuam disparando enquanto nosso corpo e nossa mente consciente estão em repouso?
Os cientistas cognitivos teorizam que a memória, o aprendizado e as emoções podem estar vinculados à nossa capacidade de sonhar, mas até agora não encontraram vínculos conclusivos que explicassem os pequenos filmes estranhos que nosso cérebro faz para nós enquanto dormimos. E se você sempre se perguntou o que significam aqueles sonhos estranhos que você continua tendo, confira 50 segredos que seus sonhos estão tentando lhe dizer.
3 Existe um padrão por trás dos números primos?
Caso você tenha esquecido desde a sua última aula de matemática, os números primos são aqueles que são divisíveis apenas por si mesmos e 1. Os exemplos incluem os números 3 e 7 e 3.169. Pense neles como os blocos de construção dos números, uma vez que são redutíveis a fatores menores. Essa propriedade permite que eles sirvam como chaves de criptografia para segurança digital, mas também significa que os matemáticos não conseguiram discernir um padrão para o qual os números são primos, um problema conhecido como Hipótese de Riemann.
Contando até 1, você pode ter três números primos seguidos, mas depois passar quarenta ou mais números sem encontrar outro primo. Desbloquear esse quebra-cabeça pode ter consequências para uma sociedade como a nossa, cujas redes de comunicação são inteiramente construídas em números. E se você não se lembra bem do que é um número primo e deseja ver se ainda conseguiu uma nota de aprovação, confira 30 perguntas que você precisa aceitar para passar na matemática da 6ª série.
4 Qual é a cura para o câncer?
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Infelizmente, nunca conseguiremos encontrar uma única cura para o câncer, porque o termo "câncer" se aplica a toda uma coleção de doenças que são codificadas em nossos genes. Assim como nunca limparemos todas as bactérias da terra, não podemos criar uma pílula ou injeção que cure todos os tipos de câncer.
No entanto, à medida que continuamos a melhorar cada vez mais na prevenção e no tratamento, entenderemos melhor os fatores que estão sob nosso controle e aprenderemos a evitá-los. Para descobrir mais sobre o que o câncer faz com o corpo, confira 23 sinais de aviso de câncer escondidos à vista.
5 Podemos viajar no tempo?
Todos nós, é claro, viajamos com o tempo regularmente, e a teoria da relatividade especial de Einstein postula que o tempo pode ser comprimido de tal maneira que uma pessoa que vai rápido o suficiente pode viajar para o futuro. Usando conceitos como buracos de minhoca, alguns físicos até sugeriram que seria possível visitar o passado. Mas se fosse esse o caso, as pessoas do futuro não seriam capazes de viver entre nós hoje?
Não sabemos, e essas hipóteses simplesmente não podem ser testadas sob condições conhecidas hoje. À medida que expandimos nossa capacidade de ver através e viajar no espaço, podemos aprender mais e entender melhor o que é possível.
6 Nosso universo é o único?
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Semelhante à viagem no tempo, a viagem interdimensional é outro conceito amado de ficção científica que parece oferecer um potencial ilimitado. De fato, existem universos paralelos por aí, coexistindo com os nossos? A interpretação de "muitos mundos" da física quântica certamente pensa assim.
De acordo com essa teoria, todas as histórias e futuros possíveis são reais. A realidade é como uma árvore com galhos infinitos, e só conseguimos descer um deles. Infelizmente, parece altamente improvável que possamos criar uma máquina que nos transportará para o universo, por exemplo, de bananas falantes.
7 O que exatamente é a consciência?
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O conceito de consciência existe na área cinzenta onde a ciência encontra a filosofia. Qual é essa qualidade que você e eu temos que nos torna conscientes de nós mesmos, que nos permitem pensar, ter esperança e criar?
Se pudéssemos passar uma corrente elétrica através de um cérebro sem corpo, de modo que parecesse funcionar exatamente como o cérebro na cabeça de uma pessoa viva, poderíamos dizer que o cérebro também é consciente? O fato de não parecer haver uma maneira universal de detectar ou medir a consciência é o que a torna tão frustrantemente evasiva. Não conseguimos entender exatamente o que nos permite entender o mundo. E para algumas verdades surpreendentes que conhecemos, veja estes 100 fatos impressionantes sobre tudo.
8 Onde está toda a antimatéria?
Antimatéria é um conceito difícil de entender - é feito de átomos com as cargas elétricas opostas da matéria correspondente. Sempre que os cientistas conseguem criar (pequenas) quantidades de antimatéria em laboratório, eles também criam a mesma quantidade de matéria, e as duas substâncias rapidamente se anulam em uma explosão de energia.
O que é tão desconcertante sobre esses experimentos é que os cientistas os realizam na tentativa de entender o Big Bang, que acredita-se ter criado toda a matéria do universo. No entanto, se criar matéria significa criar uma quantidade igual de antimatéria ao mesmo tempo, por que nosso universo - cheio de matéria como ela é - existe? Para onde foi toda a antimatéria e por que não cancelou o assunto?
9 Por que o universo é tão pesado?
Quando os astrofísicos se sentam para calcular uma fórmula ampla para descrever a maneira como o universo se comporta, eles podem fazer um trabalho razoavelmente preciso… se assumirem que há uma enorme quantidade de massa por aí que ainda não conseguimos detectar.
Esse material invisível, ou "matéria escura", responde por cerca de 95% da massa do universo, e ainda assim não sabemos o que é, onde está ou por que não podemos observá-lo. Os astrônomos encontraram evidências de "energia escura" que está empurrando o universo para se expandir.
10 Podemos criar energia da mesma maneira que o sol?
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Nem todos os mistérios da ciência são tão abstratos quanto a matéria escura; alguns são tão práticos quanto encontrar uma maneira de produzir eletricidade. Como sabemos que os combustíveis fósseis são limitados, precisamos encontrar uma maneira renovável e limpa de produzir energia.
Sabemos como as estrelas fazem isso - separando ou fundindo moléculas - mas ainda precisamos encontrar uma maneira de reproduzi-lo com segurança em escala humana. Se pudermos encontrar uma maneira de criar energia, dividindo a água em hidrogênio e oxigênio, podemos ter encontrado o Santo Graal da energia renovável.
11 Como vivemos com bactérias?
O desenvolvimento de antibióticos é possivelmente a descoberta mais significativa na medicina moderna, uma vez que não só cura diretamente algumas doenças, mas também torna as lesões e cirurgias infinitamente mais resistentes.
No entanto, o uso excessivo de antibióticos fez com que algumas bactérias evoluíssem para formas que nossos medicamentos não conseguem vencer. Como superamos esse problema sem entrar em uma espécie de corrida armamentista com germes ou matar as boas bactérias que precisamos para viver exigirá um estudo contínuo do DNA bacteriano. Surpreendentemente, ainda estamos descobrindo novas bactérias em lugares inexplorados como o fundo do oceano.
12 O oceano é a verdadeira fronteira final?
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Falando do fundo do oceano, os biólogos marinhos estimam que apenas exploramos cerca de 5% do fundo do mar. Em muitos lugares, o chão é tão profundo e a água acima dele é tão pesada que precisamos enviar sondas não tripuladas para capturar imagens e amostras para que possamos estudar.
Os organismos que encontramos até agora são, em termos científicos, simplesmente estranhos. Existem vermes tubulares que vivem em fontes de enxofre e peixes com cabeças transparentes e uma substância que pode ajudar a tratar a doença de Alzheimer. O que mais ainda não encontramos? Veja o que mais você não sabe sobre o oceano e confira 30 fatos sobre os oceanos do mundo que vão explodir sua mente.
13 nós temos que morrer?
Já vivemos muito mais - e mais saudáveis - vidas do que nossos ancestrais, então há um limite para quanto tempo a ciência pode prolongar a vida humana? É claro que atrasar a morte e evitá-la por completo são duas coisas muito diferentes, mas nossa crescente compreensão do envelhecimento, doenças e nosso próprio DNA está empurrando o limite superior de nossa expectativa de vida. Os cientistas já encontraram maneiras de reverter o envelhecimento em células individuais, mas ainda estão longe de traduzir essa pesquisa em um procedimento médico utilizável.
14 Quão rápidos e pequenos podem ser os computadores?
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Comparar os computadores de cartões perfurados do tamanho de uma sala da década de 1960 com os telefones que agora carregamos nos bolsos é quase cômico. Para os programadores de 50 anos atrás, um smartphone seria a ficção científica mais estranha. Essa tendência vai continuar? Os computadores se tornarão infinitamente menores e mais poderosos?
Embora os transistores se tornem mais rápidos à medida que encolhem, estamos chegando ao limite necessário para transferir eletricidade. No entanto, se os cientistas da computação puderem criar chips que se comunicam pela energia da luz em vez da energia elétrica, esse limite desaparecerá.
15 A inteligência artificial acontecerá?
É claro que agora temos máquinas que podem ser chamadas apropriadamente de "robôs" - elas fazem coisas como construir nossos carros e empacotar nossos doces. No entanto, quando a maioria das pessoas fala sobre robôs, elas se referem a máquinas com inteligência artificial.
Curiosamente, os cientistas têm dito que a tecnologia da IA provavelmente está entre 15 e 20 anos no futuro desde a década de 1960. Um problema é como definir o sucesso - é simular o comportamento humano ou melhorar as habilidades humanas, como o reconhecimento de padrões? Traga o assunto espinhoso da consciência e ainda há mais perguntas do que respostas quando se trata de IA humana. Para descobrir o que outras especialistas dizem que não veremos, confira 20 tecnologias de longa data que nunca vão acontecer.
16 Qual será o tamanho da população?
Em 1987, havia 5 bilhões de seres humanos no planeta. Passamos 6 bilhões em 1999 e 7 bilhões em 2011, e as melhores estimativas nos mostram ultrapassar 8 bilhões em 2023. Então… existe um limite?
A maioria dos cientistas afirma que existe, mas eles diferem quando se trata de qual é esse limite e quando chegaremos a ele. Espera-se que recursos inadequados retardem o crescimento da população após 2037, mas como será exatamente isso está em debate. Alimentos, água potável e combustível são fatores limitantes; portanto, qual o tamanho da população que o nosso planeta pode suportar por um período de tempo sustentado? Se você quer saber para o que devemos nos preparar, confira 30 coisas que os cientistas dizem que acontecerá se a população continuar se expandindo.
17 Nós sempre saberemos tudo?
Essa questão chega ao cerne do método científico: observar um fenômeno, criar um modelo ou narrativa que descreva o fenômeno e usar esse modelo para fazer previsões. No entanto, a ciência dos últimos séculos superou o que podemos observar a olho nu, então novas descobertas se basearam em tecnologias cada vez mais complicadas. As ferramentas que temos são imperfeitas e, portanto, limitadas, então quanto podemos realmente saber? Talvez nunca possamos criar um modelo que descreva tudo, mas quão perto podemos chegar?
18 Qual é o tamanho do universo?
No momento, podemos usar telescópios de vários tipos para "ver" cerca de 46, 5 bilhões de anos-luz em todas as direções. No entanto, nenhum cientista pensa que o universo deixa de existir à distância, não podemos mais observá-lo. Até que ponto, então, se estende?
Se o universo é plano, teoricamente poderia ser infinito. Porém, se tiver alguma curva, mesmo uma menor que nossos instrumentos possam detectar, pode ter a forma de uma esfera e, portanto, limitada. À medida que a nossa tecnologia melhorar, provavelmente conseguiremos ver mais longe, mas talvez nunca saibamos ao certo onde ela termina.
19 O que aconteceu antes do Big Bang?
Enquanto a palavra "bang" traz à mente uma explosão, o Big Bang é melhor descrito como o momento em que o próprio espaço começou a se expandir e a física como a conhecemos. O problema é que precisamos da própria física para descrever o universo, portanto, perguntar como era o universo antes da física é como perguntar o que fica ao sul do Polo Sul.
É possível que a mecânica quântica possa descrever o universo antes do Big Bang, mas não sabemos ao certo se essas leis estavam em vigor antes das leis da física.
20 Podemos baixar nossos cérebros em computadores?
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Essa é uma pergunta para a qual os cientistas esperam ter uma resposta nas próximas décadas. À medida que os computadores aumentam a velocidade e a complexidade, estamos chegando perto do dia em que a tecnologia artificial pode aproximar o poder do cérebro humano.
Obviamente, existem alguns obstáculos significativos: os supercomputadores não podem executar vários cálculos simultâneos, e a quantidade de memória necessária para a velocidade de processamento correta seria enorme. Além disso, embora nossa capacidade de mapear o cérebro até a sinapse tenha melhorado, ainda estamos a anos de ser capaz de copiar e colar uma mente humana.
21 Quão inteligente uma pessoa pode ser?
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Antes que alguém possa responder a essa pergunta, eles precisam se estabelecer em uma definição de inteligência. É apenas QI? Memória? A capacidade de executar várias tarefas complexas ao mesmo tempo? A capacidade de criar?
Se você escolher QI, já que ele oferece uma métrica tangível, saiba que é um método de comparação; portanto, o QI mais alto possível é apenas tão alto quanto o humano mais inteligente do mundo. Lembre-se também de que os QIs podem mudar e podem ser influenciados por fatores culturais. Talvez a pergunta que devemos fazer seja: "O que significa ser inteligente?"
22 Seremos capazes de prever falhas econômicas?
A economia também é uma ciência, embora suas previsões ainda não tenham se mostrado valiosas em escala macro. Após a crise financeira de 2008, muitas pessoas perguntaram: "Como ninguém viu isso acontecer?"
A verdade, é claro, é que alguns economistas o fizeram, mas essas pessoas não são necessariamente gênios raros no campo - seus dados e modelos de previsão estavam corretos nesse caso.
A economia abrange tantas variáveis, tanto matemáticas quanto psicológicas, que é tão difícil adivinhar o que todo sistema financeiro fará quanto adivinhar todas as escolhas que uma única pessoa fará em sua vida. Nossos cálculos podem melhorar à medida que acumulamos mais dados, mas a interseção de limitações científicas com a imprevisibilidade humana provavelmente significa que nunca teremos um modelo para a economia como temos para, digamos, a replicação de uma célula.
23 O que nos torna humanos?
Sabemos instintivamente se um organismo ou máquina é humano ou não. Animais como papagaios e golfinhos podem ter algo parecido com a inteligência humana, mas poucos argumentam que isso os torna humanos. As pessoas também não diriam que os chimpanzés, nossos parentes mais próximos com quem compartilhamos 96% de nosso material genético, são totalmente equivalentes às pessoas.
Onde está a linha divisória? Nós saberíamos se o víssemos? A personalidade é possível fora do Homo sapiens sapiens ? Não temos um teste definitivo que possa dar uma resposta sim ou não.
24 É natureza ou criação?
Só porque essa pergunta é antiga, não significa que ainda não seja relevante. Entendemos melhor a genética do que nunca, mas quanto de quem somos vem do nosso DNA e quanto do ambiente em que fomos criados?
As considerações éticas limitam os cientistas em termos de experimentação - seria impensável e cruel criar um bebê em uma caixa sem interação de nenhum tipo -, portanto, provavelmente nunca teremos certeza. No entanto, como sempre, há mérito em entender o máximo que pudermos.
25 Existe uma teoria unificada da física?
A física com a qual você provavelmente está familiarizado, pelo menos em termos muito básicos, é a que você aprende no ensino médio - massa, velocidade, gravidade etc. Einstein levou esse ramo da física ao extremo e usou a relatividade geral para descrever os dois espaços. e tempo. No entanto, quando você tenta descrever o comportamento das partículas subatômicas mais minúsculas, você precisa de mecânica quântica.
O problema surge quando você tenta usar a mecânica quântica para descrever galáxias ou a relatividade geral para descrever átomos; o que observamos simplesmente não combina com o que essas teorias dizem que deveria acontecer. Quando os físicos mencionam uma "teoria unificada", é disso que eles estão falando - uma maneira de vincular a relatividade geral à mecânica quântica que faz sentido para ambas. Para dicas e truques sobre como viver uma vida feliz, confira Como ser feliz, de acordo com Albert Einstein.
26 O que acontece dentro de um buraco negro?
Os buracos negros são onde a relatividade geral e a mecânica quântica se encontram. Quando uma estrela massiva morre, ela entra em colapso, tornando-se tão pequena e densa que forma uma singularidade. A gravidade em torno de algo tão pesado é tão forte que nem a luz pode escapar, dando o nome aos buracos negros.
A relatividade geral descreve o que podemos observar dos buracos negros, mas para entender o que se passa dentro de seus horizontes de eventos, provavelmente precisamos de mecânica quântica. Infelizmente, como ainda não podemos "traduzir" esses conceitos entre os dois tipos de física, é difícil até formar uma sólida teoria do que ainda não conseguimos detectar.
27 estamos sozinhos no universo?
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"O espaço é grande", escreveu o romancista Douglas Adams. "Realmente grande. Você simplesmente não vai acreditar em quão grande, imensamente, é incompreensivelmente grande."
Como podemos realmente dizer que não há outra vida lá fora, quando apenas exploramos a menor fração dela? Sabemos que alguns outros planetas ou luas contêm oxigênio e água líquida. Até ouvimos alguns sinais vindos do espaço profundo que os cientistas não conseguiram explicar.
Até agora, não encontramos nenhuma evidência definitiva de vida - mesmo organismos unicelulares - se desenvolvendo em qualquer lugar que não seja a Terra, mas seria a altura da arrogância declarar que isso significa que nunca o faremos. Se você quiser aprender sobre a vida louca daqueles que exploram o espaço, confira 27 coisas insanas que os astronautas precisam fazer.
