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Comissão conclui que falha da Soyuz foi provocada por “deformação” na montagem.

Uma falha nos foguetes de propulsão obriga a Soyuz a realizar um pouso de emergência

O recente fracasso no lançamento de uma nave Soyuz rumo à Estação Espacial Internacional (ISS) foi provocado por uma “deformação” de uma peça durante a montagem do foguete no cosmódromo de Baikonur, de acordo com as conclusões da comissão de investigação.

Uma falha nos foguetes de propulsão obriga a Soyuz a realizar um pouso de emergência

Comissão conclui que falha da Soyuz foi provocada por “deformação” na montagem.

As autoridades russas prometeram em uma entrevista coletiva punir os culpados pelo fracasso embaraçoso para o setor espacial russo. Ao mesmo tempo, afirmaram que todos os funcionários da base espacial são qualificados e insistiram que a Soyuz continua sendo a nave de lançamento “mais confiável” em operação.

O problema que provocou a falha foi motivado por uma “deformação da vaste do sensor” durante a montagem no cosmódromo de Baikonur”, anunciou Oleg Skorobatov, um dos coordenadores da comissão, criada após a decolagem frustrada que obrigou os dois tripulantes da nave (o russo Aleksey Ovchinin e o americano Nick Hague) a fazer um pouso de emergência.

O diretor executivo da Roscosmos (Agência Espacial Russa), Serguei Krikaliov, explicou na quarta-feira que o acidente foi provocado pela falha do sensor responsável por controlar a separação dos primeiros níveis da Soyuz.

“Uma das paredes laterais não se afasto de modo suficiente e atingiu um tanque de combustível do segundo nível, o que provocou uma explosão”, afirmou.

Skorobatov pediu nesta quinta-feira um “controle rígido” destes sensores e descartou a hipótese do problema ter origem na fábrica que produz as peças.

Ele indicou que as próximas naves Soyuz que devem decolar de Baikonur e do centro espacial francês de Kuru (Guiana) devem passar por revisões.

“Elaboramos propostas e recomendações para revisar os lançadores”, afirmou o diretor da Roscosmos. O procedimento exigirá desmontar e voltar a montar alguns blocos e a testar os sensores.

Dmitri Baranov, executivo da empresa RKK Energia, que projeta e produz as naves, garantiu que as Soyuz são “as naves mais confiáveis” que existem.

Apesar do acidente e de uma série de problemas técnicos que abalaram a imagem do setor espacial russo, as naves Soyuz mantêm uma taxa muito elevada de sucesso nos lançamentos. Além disso, o sistema de segurança que permitiu o retorno com vida dos astronautas em 11 de outubro funcionou de modo perfeito.

De quantas estações espaciais este planeta precisa?

Em uma extremidade da fábrica da Bigelow Aerospace fica uma maquete de uma casa gigantesca para futuros astronautas. Com um design único – que poderia ser embalada em um foguete e, em seguida, desembrulhada no espaço – ela comporta confortavelmente doze pessoas; ou pode servir como um bloco de construção para uma base lunar.

A estação espacial de Mir

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“Vai ser uma espaçonave monstruosa para o padrão atual”, disse em uma coletiva de imprensa em fevereiro Robert T. Bigelow, o fundador da empresa.

Ela é Olympus, batizada em homenagem à morada mitológica dos deuses gregos e uma demonstração das ambições de Bigelow para a construção de assentamentos no espaço.

Em um nível abaixo do chão da fábrica está uma estrutura longa e fina de metal. Ela é um protótipo da espinha de um módulo B330 mais modesto, que a empresa realmente planeja construir. Em uma escala menor, se comparada à Olympus, ainda seria muito menos apertada do que as latas de metal que compõem a Estação Espacial Internacional.

Bigelow diz que está empenhado em ter duas B330s prontas para lançamento em 2021, uma etapa que pode ser um prenúncio da mudança de meio século de exploração espacial humana pelo monopólio de agências governamentais, como a NASA, para um modelo capitalista, “livre para todos”. A administração de Trump quer acelerar essa transição e chegar ao fim do financiamento federal direto de estações espaciais depois de 2024.

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Um modelo da estação espacial Olympus em Bigelow Aerospace, em Las Vegas…

“Nós também queremos inúmeros fornecedores que possam competir em custo e inovação. Gostaríamos de ver a NASA se tornar uma das agências do ramo dentre tantas outras”, disse na semana passada Jim Bridenstine, o administrador da NASA.

Se as estações comerciais tiverem operações mais baratas, a NASA terá mais dinheiro para se dedicar a outros objetivos, como enviar astronautas para a Lua e para Marte, disse Bridenstine.

Mas apostar centenas de milhões de dólares em negócios que ainda não existem poderia ser uma maneira rápida de perder uma fortuna. E a viagem espacial continua sendo uma ocupação perigosa, que pode matar seus viajantes.

Bigelow, que fez sua fortuna ao fundar a Budget Suites of America, admitiu no início deste ano que não tem certeza se será capaz de encontrar clientes para sua B330s.

Se não houver mercado, “então faremos uma pausa. Se o negócio simplesmente não existisse, os funcionários estariam sentados no chão à espera do desemprego”, disse.

Home Office em órbita

Hoje, a Estação Espacial Internacional é o único lugar onde as pessoas – não mais de seis por vez – vivem longe da terra. É uma proeza tecnológica e a coisa mais cara que a humanidade já construiu. As 15 nações envolvidas, lideradas pelos Estados Unidos e pela Rússia, gastaram bem mais de US$ 100 bilhões ao longo de mais de duas décadas. Os Estados Unidos gastam entre US$ 3 bilhões e US$ 4 bilhões a cada ano.

Continuamente ocupada por quase 18 anos, a estação serve como teste para estudar os efeitos em longo prazo da radiação e da falta de gravidade sobre os astronautas. A NASA se especializou na manutenção da estação, em grande parte eliminando avarias como banheiros entupidos, sistemas de resfriamento travados e falhas computacionais.

Talvez o fato mais notável é que a vida na Estação Espacial Internacional tornou-se normal: é um home office, mesmo estando a mais de 320 quilômetros acima da Terra e viajando a 27 mil km/h, onde os astronautas trabalham, comem, dormem, se exercitam, fazem experiências, executam tarefas.

Apenas ocasionalmente a tripulação realiza atividades, como uma caminhada espacial, que realmente parece algo que não é deste mundo.

A possibilidade de aposentar a Estação Espacial Internacional, parte do pedido de orçamento da administração, assustou a muitos. Falta alguns anos para empresas como a Bigelow lançarem estações espaciais, e estes projetos caros e paradigmáticos normalmente escorregam no cronograma.

Os críticos se preocupam que a Estação Espacial Internacional possa ser descartada antes que suas sucessoras estejam prontas. Um espaço de tempo sem estações espaciais perturbaria os estudos da NASA, bem como empreendimentos comerciais emergentes. As novas companhias de estações espaciais poderiam parar se os clientes que são esperados demorarem a aparecer.

Algumas empresas já estão pagando para realizar experimentos modestos na estação espacial, mas são fortemente subsidiadas pelo governo. A NASA, por exemplo, atualmente arrecada o custo de envio e retorno de experimentos espaciais.

NASA/NYT

O astronauta Valeri Polyakov a bordo da estação espacial de Mir.

O astronauta Valeri Polyakov a bordo da estação espacial de Mir.

O astronauta Valeri Polyakov a bordo da estação espacial de Mir

O fracasso de um foguete russo Soyuz este mês, que levava dois astronautas para a estação espacial, ilustra como os empreendimentos espaciais podem ser minados por eventos fora de seu controle, tornando os investimentos de longo prazo de tais empresas arriscados.

Os astronautas foram levados para um lugar seguro, mas agora a estação espacial está com falta de pessoal e muitos experimentos talvez precisem ser negligenciados. Se os russos não resolverem rapidamente o problema, a estação pode ficar sem astronautas a partir de janeiro.

O lixo espacial de hoje é o habitat do espaço de amanhã

Há quase duas décadas, existiu uma estação espacial comercial por um breve período de tempo. Era russa e um americano chamado Jeffrey Manber a operava. Talvez pudesse ter sido bem-sucedida, mas a NASA a matou.

“Se você queria trabalhar com os capitalistas no espaço na década de 1990, você trabalhava com os russos. Se você queria trabalhar com os socialistas, você trabalhava para a NASA”, disse Manber.

Após o fim da União Soviética, o programa espacial russo foi pego pela necessidade de dinheiro, o que deu disposição para considerar ideias que poderiam ter soado como malucas para um país que deixava de ser comunista. A Mir, a estação espacial russa, foi vista como tosca e datada, prestes a ser substituída pela melhor e maior Estação Espacial Internacional.

Mas Manber e outros empresários nos Estados Unidos viram a Mir, condenada à destruição, mais como uma casa em ruínas à venda. A Energia, fabricante da Mir, concordou em fazer parceria com os americanos para criar a MirCorp, uma empresa comercial que arrendou a estação do governo russo.

O passo inicial da Energia foi a utilização da estação de pesquisa especialmente para produtos farmacêuticos. Manber sabia que a possibilidade era uma das melhores em anos.

“Rapidamente, fui para o lado do mercado que existia, que era entretenimento e mídia, e podíamos fazer isso, porque estávamos no controle”.

A MirCorp conseguiu o primeiro turista espacial, Dennis Tito, que iria para a Mir. Ele vendeu a ideia de um reality show para a NBC. Mark Burnett, o produtor que criou “Survivor”, “O Aprendiz” e “Shark Tank”, foi escolhido para realizá-lo. (Tito foi de fato o primeiro turista espacial, em 2001, mas acabou indo para a Estação Espacial Internacional.)

Mas os russos se renderam à insistência da NASA em encerrar Mir, que foi retirada de órbita e caiu no Pacífico em 2001.

Hoje, Manber esculpiu um nicho de sucesso no ecossistema da estação espacial como chefe executivo da NanoRacks, uma pequena startup com sede em Houston. A NanoRacks simplificou o processo de envio de experimentos para a estação espacial e também lança pequenos satélites conhecidos como CubeSats da estação.

Alex Wroblewski/NYT

De quantas estações espaciais este planeta precisa?

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Jeffrey Manber, chefe da NanoRacks em Washington

Há dois anos, Manber pediu aos seus engenheiros que investigassem uma ideia peculiar que a NASA tinha descartado anteriormente: as partes dos foguetes deixados em órbita depois do lançamento poderiam ser convertidas em uma estação espacial de baixo custo?

Com os avanços na robótica, as perspectivas de fazer isso pareciam mais promissoras.

A Nanoracks, em colaboração com a United Launch Alliance, uma fusão entre a Boeing e a Lockheed Martin, ganhou um contrato da NASA para explorar a ideia, concentrando-se na segunda etapa do foguete Atlas 5 da ULA.

A ideia é adicionar um pequeno módulo robótico entre o segundo estágio, conhecido como Centaur, e o satélite.

Tipicamente, quando o Centaur lança o satélite para a órbita desejada, ele é queimado na atmosfera. Com o plano da NanoRacks, uma vez que o Centaur realize sua missão principal, a peça robótica corta buracos, sela compartimentos e converte os tanques de combustível em alojamentos vivos.

Eles chamaram o conceito de um foguete estágio-habitat Ixion, em homenagem ao avô dos Centaurs.

Com um pouco mais de pesquisa da mitologia grega, perceberam que não era o melhor nome. Ixion era um personagem desagradável – assassinou seu sogro e mais tarde tentou seduzir a esposa de Zeus.

Agora, o conceito é chamado de NanoRacks Space Outpost Program e a empresa espera anexar um dos postos para a Estação Espacial Internacional.

A NanoRacks enxerga o turismo espacial de novo como um mercado precoce. Manber acha que a NASA e os entusiastas do espaço costumam ter uma visão muito estreita do que as empresas podem desenvolver.

“Eu gostaria de organizar os primeiros casamentos no espaço. Acho que as estações espaciais são extraordinariamente interessantes e não acho que tenham sido exploradas”, disse ele.

Para Manber, a chave é a flexibilidade.

“O mercado vai nos dizer qual o mercado. Então vamos com ele. Estamos surfando”, finalizou.

Inúmeras razões para privatizar

O terceiro grande participante na corrida da estação espacial privada é a Axiom Space, também sediada em Houston. É liderada por Michael T. Suffredini, que coordenou a parte que cabia à NASA da Estação Espacial Internacional até sua aposentadoria, em 2015.

Suffredini disse que uma estação Axiom com tecnologias modernas custaria cerca de US$ 50 milhões por ano para ser operada, uma pequena fração dos custos da Estação Espacial Internacional.

“Há inúmeras razões para fazermos isso. Tivemos muito trabalho para validar esse número, que é chocante para nós, também”, disse Suffredini.

Custos mais baixos abrem a possibilidade de lucro. “Acho que é um mercado de mais de US$ 1 bilhão”, disse ele.

Suffredini não descreveu em detalhes todos os mercados possíveis que prevê, mas o negócio incluiria o envio dos ricos em viagens turísticas – Philippe Starck, o designer francês, está projetando o interior do módulo Axiom – e a oferta de espaço para fábricas para quem quiser produzir materiais que podem ser feitos somente no espaço.

“Estou absolutamente certo de que podemos realizar nosso plano de negócios”, disse Suffredini.

Ele acha que tem uma vantagem significativa sobre as outras empresas: realmente operou uma estação espacial e manteve as pessoas vivas no espaço.

Enquanto Axiom, Bigelow e NanoRacks visam um dia substituir a Estação Espacial Internacional, em um curto prazo, as três empresas esperam se tornar uma parte maior da estação atual.

Bigelow atualmente tem um modesto puxadinho encaixado na estação espacial que serve como um armário e demonstra que a tecnologia funciona. A NASA está se preparando para lançar uma competição no início do próximo ano para um módulo comercial maior no porto de encaixe. Bigelow irá sugerir a adição de um B330. A NanoRacks quer um de seus Centaurs convertidos.

Joe Buglewicz/NYT

Um modelo da estação espacial B330 em Bigelow Aerospace, em Las Vegas

E ainda, a NanoRacks está convencendo a NASA a adicionar uma central que acomodaria três módulos comerciais, permitindo que diferentes empresas ofereçam diferentes capacidades para diferentes clientes – hotéis espaciais, fábricas autônomas de fibra ótica, laboratórios para investigação farmacêutica. Com o tempo, poderiam se expandir para várias estações em órbitas diferentes.

“Você não pode bancar e apostar em apenas uma empresa e uma peça de hardware”, disse ele.

Mas nem todos estão convencidos de que as contas fecham.

Paul K. Martin, inspetor geral da NASA, este ano emitiu um relatório enfatizando estas preocupações.

“Especificamente, questionamos se existe uma gama suficiente de negócios na qual as empresas privadas poderão desenvolver um negócio autossustentável e lucrativo independentemente do financiamento federal nos próximos seis anos”, disse ele.

O Congresso também se mantém cético – e às vezes até hostil – à ideia de aposentar a estação espacial.

Os líderes das três empresas também apontam para um perigo de concorrência – da NASA e da China. Se a NASA continuar a subsidiar a pesquisa na estação, então as empresas comerciais podem não ser capazes de competir, mesmo se forem mais baratas.

“Como podemos ter certeza de que seja um campo competitivo?”, disse Manber.

A China planeja terminar sua própria estação espacial no início dos anos 2020, e autoridades garantiram que ficaria disponível aos pesquisadores ao redor do mundo. A Rússia também falou em reter sua metade da Estação Espacial Internacional se os americanos se retirarem.

Especialistas em política espacial, mesmo aqueles que esperam de forma entusiástica que a NASA tenha uma abordagem mais comercial, hesitam em prever quando será possível mandar pessoas para o espaço de forma economicamente viável para uma empresa privada.

“Há algo faltando para que os negócios comerciais funcionem”, disse Charles Miller, ex-funcionário da NASA que agora é presidente da NexGen Space.

Em 2025, Miller espera que haja três estações espaciais em órbita: a Estação Espacial Internacional, a estação chinesa e o início de uma de caráter comercial.

“Ainda teremos debates violentos sobre o futuro da Estação Espacial Internacional”, disse ele.

Cientistas revelam roteiro para implementar internet quântica

Cientistas revelam roteiro para implementar internet quântica

Cientistas revelam roteiro para implementar internet quântica

Atualmente, um dos tópicos que mais se ouve falar é a falha de segurança virtual. Essas brechas geralmente perpetuam o roubo de dados e desencadeiam muitas vezes em cibercrimes. Uma solução para este problema poderia ser a implementação de uma internet quântica, baseada nos mais recentes avanços da ciência de partículas subatômicas. E o assunto, aparentemente, está sendo cada vez mais levado a sério.

Na última semana, três cientistas do centro QuTech da Universidade de Tecnologia de Delft (TU Delft), localizada nos Países Baixos, revelaram um roteiro para o desenvolvimento da internet quântica; e, de carona neste plano, cientistas da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos, anunciaram que pretendem aderir à expansão da internet quântica também.

A princípio, o plano dos cientistas da TU Delft é conectar quatro cidades através de um link quântico, algo que seria feito até 2020, oferecendo assim diretrizes para as pessoas que querem implementar esse tipo de rede no mundo real. Já os cientistas da Universidade de Chicago planejam estabelecer um link quântico ao longo de uma distância de 30 milhas.

Cientistas revelam roteiro para implementar internet quântica

“Internet quântica”, que pode ser a mais segura possível, está a um passo de ser criada!

Entendendo a internet quântica

A internet quântica não é exatamente um upgrade da internet normal, mas sim um “adendo” à ela. O roteiro dos cientistas da TU Delft afirma que o objetivo é “fornecer tecnologia de internet fundamentalmente nova, possibilitando a comunicação quântica entre quaisquer dois pontos da Terra”. Os usos para esta função, porém, não estão claros ainda.

Especula-se que a internet quântica poderia melhorar a segurança cibernética, ajudar a sincronizar melhor os relógios virtuais, melhorar as redes de telescópios (inclusive das que desejam visualizar o buraco negro central da Via Láctea), aprimorar a tecnologia de sensores ou, ainda, permitir acesso a um processador quântico por meio da nuvem.

Apesar de não parecer, todas essas funções diferem bastante a internet quântica de uma rede clássica, pois esta última transmite dados traduzidos em unidades fundamentais chamadas bits, sempre iguais a zero ou a um. A quântica, por outro lado, poderia transmitir qubits, que assumem uma superposição de zero e um. Isso significa que eles podem ter valores que são parcialmente zero e parcialmente um ao mesmo tempo.

Além disso, os qubits não podem ser copiados e qualquer tentativa disso seria detectada. A comunicação com esse tipo de dados também poderia permitir a realização de cálculos mais poderosos e ricos em uma nuvem quântica.

Passo a passo

O documento (considerado um “manifesto para a internet quântica”) dos cientistas da TU Delft ainda estabelece que, para a internet quântica ganhar vida, um link físico teria de ser instalado para conseguir transmitir os qubits, com repetidores quânticos em sua extensão que permitiriam dois qubits para grandes distâncias e, nas pontas, nós quânticos que mediriam os valores dos qubits ou processadores quânticos do computador em escala global.

Com os links estabelecidos, a rede repetidora receberia chaves de criptografia quântica (as quais não poderiam ser retransmitidas), e uma rede poderia enviar qubits entre um nó e outro. Por fim, haveria um entrelaçamento entre os nós, o que culminaria no armazenamento dos dados quânticos. Bastaria então ligar os processadores quânticos e deixar os cálculos acontecerem nos links.

Apesar de já existirem experimentos avançados atualmente com esta tecnologia, a maior limitação ainda é a grande quantidade de tempo que os qubits levam para gerar emaranhamento entre os links e nós.

De toda forma, a computação quântica parece estar, aos poucos, encontrando seu caminho. Além do projeto da TU Delft na Holanda, a China também tem um satélite usado para experimentos quânticos, o Micius (apesar de seus qubits não poderem ser armazenados ou manipulados). E há ainda a Universidade de Chicago, que está liderando um recém-anunciado plano financiado pelo Departamento de Energia dos Estados unidos, onde estão ocorrendo testes de entrelaçamento em uma distância de 30 milhas através de um link de fibra ótica que estava inativo.

David Awschalom, professor de informação quântica da Universidade de Chicago, disse ao Gizmondo que é preciso “treinar uma geração de estudantes que serão os futuros usuários dessa tecnologia” primeiro. Ele ainda acrescenta: “Uma coisa legal sobre a construção de uma plataforma quântica como a nossa é que ela fornecerá uma enorme plataforma educacional”.

 

https://canaltech.com.br/inovacao/cientistas-revelam-roteiro-para-implementar-internet-quantica-125702/

Já tentou desligar e ligar de novo? NASA conserta giroscópio do telescópio Hubble de maneira simples

Se você já trabalhou com TI, sabe que a maior parte dos problemas tem soluções estupidamente simples. Um, verifique se o aparelho está ligado na tomada.

Já tentou desligar e ligar de novo? NASA conserta giroscópio do telescópio Hubble de maneira simples

Dois, desligue e ligue novamente o dispositivo. Três, faça outras coisas. Parece que esse tipo de pensamento serve também para o telescópio Espacial Hubble, que entrou em modo de segurança há duas semanas depois de uma falha do giroscópio.

Diz o comunicado à imprensa da NASA:

Na tentativa de corrigir as velocidades erroneamente altas produzidas pelo giroscópio reserva, a equipe de operações do Hubble executou uma reinicialização do giroscópio em 16 de outubro. Esse procedimento desligou a peça por um segundo e depois a reiniciou antes que a roda girasse. A intenção era eliminar quaisquer falhas que possam ter ocorrido durante a inicialização em 6 de outubro, após o giroscópio estar desativado por mais de 7 anos e meio.

Em 18 de outubro, a equipe de operações do Hubble comandou uma série de manobras, ou curvas, de espaçonave em direções opostas para tentar limpar qualquer bloqueio que pudesse ter causado o desalinhamento do flutuador e produzido velocidades extremamente altas. Durante cada manobra, o giroscópio foi mudado do modo alto para o modo baixo de forma a desalojar qualquer bloqueio que possa ter se acumulado ao redor do flutuador.

Grande parte da minha experiência profissional fora do jornalismo envolveu resolver problemas de software e instalar impressoras. Apesar de a explicação da NASA parecer técnica, esta série de manobras parece como o que eu falaria para alguém que estivesse tentando fazer uma impressora funcionar. Primeiro, reinicia. Depois, tente de novo e tire qualquer coisa que venha a atolar. E, voilà, tudo pronto e funcionando.

O Hubble, uma ferramenta crucial usada por astrônomos em todo o mundo, entrou no modo de segurança no início deste mês. O telescópio conta com três giroscópios sensíveis a movimento para se manter estável. Um dos mais velhos falhou depois de superar em seis meses sua duração prevista. Mas, quando a equipe tentou ligar um reserva, ele não funcionou direito.

Apesar de o telescópio ter planos reservas para funcionar com menos giroscópios, eles podem limitar para onde ele consegue apontar e quanto tempo demora para mudar de alvos.

“O Hubble passar a usar apenas um giroscópio iria dificultar nossos esforços para caracterizar as atmosferas de planetas extra-solares nos próximos anos, até o lançamento do Telescópio James Webb”, diz a cientista Jessie Christiansen, do Instituto de Ciências Exoplanetárias da NASA, ao Gizmodo. “Então, é um alívio e tanto!”

Os giroscópios do telescópio são rodas motorizadas dentro de um cilindro cheio de fluídos, que sente as mudanças no movimento do Hubble. A roda estava rodando rápido de mais, talvez porque o cilindro estava desalinhado. A equipe desligou e ligou o giroscópio, mexeu o Hubble para lá e para cá, e ficou alternando entre os dois modos da peça. Agora, ela parece estar funcionando corretamente.

Eu tenho certeza que os cientistas que trabalham com o Hubble vão me dar uma bronca e me dizer que a manobra é um pouco mais complicada do que o que eu estou falando, mas é engraçado pensar que você consegue consertar um telescópio de mais de um bilhão de dólares da mesma maneira que literalmente qualquer outro produto tecnológico. Outros também disseram a mesma coisa.

Mais testes precisam ser feitos antes de o telescópio voltar a ficar online, mas, ainda bem, a expectativa é de que ele retorne a funcionar normalmente.

Há muito para falar sobre o envelhecimento da infraestrutura espacial dos EUA. Pelo menos, ainda temos o Hubble. Por enquanto.

https://gizmodo.uol.com.br/nasa-giroscopio-hubble-desligar-ligar/

 

 

 

 

 

 

Agora temos uma prova de que computadores quânticos superam os tradicionais

Pesquisadores conseguiram provar, pela primeira vez, que sistemas quânticos oferecem vantagem computacional sobre os modelos clássicos

Pesquisadores conseguiram provar, pela primeira vez, que sistemas quânticos oferecem vantagem computacional sobre os modelos clássicos

Pesquisadores conseguiram provar, pela primeira vez, que sistemas quânticos oferecem vantagem computacional sobre os modelos clássicos

Uma equipe internacional de pesquisadores conseguiu provar, pela primeira vez, que os computadores quânticos, de fato, oferecem vantagem computacional em relação aos sistemas tradicionais. Tal conclusão foi detalhada em artigo publicado na revista Science. Nele, os pesquisadores descrevem o trabalho de um circuito quântico que foi capaz de resolver um problema matemático que seria impossível para um computador tradicional quando sujeito às mesmas restrições.

Em entrevista ao site Motherboard, Robert König, teórico na Universidade Técnica de Munique e principal autor do artigo, explicou que o grande trunfo do trabalho foi mostrar como os circuitos quânticos conseguem ser computacionalmente mais poderosos do que os clássicos da mesma estrutura. O problema colocado poderia ser resolvido da forma “clássica”, mas exigiria mais recursos.

A vantagem quântica aconteceu por causa da “não-localidade”, uma característica dos sistemas quânticos espacialmente isolados que permite que eles sejam considerados um só sistema: uma mudança em um sistema resulta – no mesmo momento – em uma mudança em outro.

Para entender melhor, qubits são o análogo quântico de bits (de um computador tradicional), exceto que sendo um ou um zero, os qubits podem apresentar uma “superposição” de ambos ao mesmo tempo.

Com a projeção de circuitos quânticos, há uma compensação entre o número de qubits interagindo no circuito e o número de operações que podem ser executadas nesses qubits – denominado de “profundidade” do circuito. Aumentar essa “profundidade” faz com que cresça, também, as habilidades de processamento de informações.

Agora temos uma prova de que computadores quânticos superam os tradicionais

Agora temos uma prova de que computadores quânticos superam os tradicionais

Por outro lado, esse aumento exige uma diminuição correspondente. Um circuito com um grande número de qubits é limitado a um pequeno número de operações (tem uma profundidade “superficial”), tornando difícil a vantagem sobre os computadores tradicionais.

O problema ocorre porque um circuito quântico que não incorpora a correção de erros é limitado em seu número de operações que podem ser executadas no qubits antes que elas acabem “quebrando”, perdendo seus dados. Ou seja, conforme mais qubits são lançados, há mais espaço para erros, causando um decréscimo no número de operações que podem ser executadas antes de serem desfeitas.

Para acabar com isso, a equipe de Kônig projetou um circuito quântico em que vários circuitos superficiais operam em paralelo, mas ainda podem ser considerados como um único sistema por causa da não-localidade. Os circuitos foram capazes de resolver um problema de álgebra usando um número fixo de operações (eles tinham uma “profundidade constante”), algo matematicamente impossível em um circuito clássico.

Vantagens como essa permitirão, em teoria, que futuros computadores quânticos façam cálculos muito mais rapidamente do que um computador clássico. O algoritmo de Shor, por exemplo, permite que os computadores quânticos descubram os fatores de primos e possam, eventualmente, permitir que os computadores quânticos com grande número de qubits quebrem as formas mais modernas de criptografia.

Os pesquisadores alemães veem seu trabalho como um dos fundamentos matemáticos para aplicações práticas e experimentais no futuro próximo. Com a simplificação dos circuitos, eles poderão estar ao alcance de computadores quânticos experimentais em não muito tempo.

O que é a ‘pasta nuclear’, material mais duro já descoberto no Universo

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns

Existe um material 10 bilhões de vezes mais resistente que o aço.

É o que aponta um estudo que calculou a dureza do material encontrado no interior da crosta das estrelas de nêutrons.

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns.

O que é a ‘pasta nuclear’, material mais duro já descoberto no Universo

Essas estrelas são aquelas que surgem quando as estrelas “convencionais” chegam a certa idade e então estouram e colapsam em uma massa de nêutrons.

O que os cientistas descobriram é que o material debaixo da superfície delas – batizado como pasta nuclear – é o mais forte do Universo.

‘Lasanha e espaguete’

O pesquisador Matthew Caplan, da Universidade McGill, no Canadá, e colegas da Universidade de Indiana e do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, realizaram juntos as mais importantes simulações de computador já feitas sobre as crostas de estrelas de nêutrons.

Ilustração da pasta nuclear com estrutura em formato semelhante ao do espaguete, waffle e lasanha

Ilustração da pasta nuclear com estrutura em formato semelhante ao do espaguete, waffle e lasanha

Material de estrutura única e considerado o mais forte até agora faz parte da composição das chamadas estrelas de neutrôns.

As estrelas de nêutrons nascem como resultado de uma implosão que comprime um objeto do tamanho do Sol para aproximadamente o tamanho da cidade de Montreal, tornado-o “10 bilhões de vezes mais denso do que qualquer coisa na Terra”, explica Caplan em um comunicado da Universidade McGill.

Esta alta densidade faz com que o material que forma uma estrela como essas – a pasta nuclear – tenha uma estrutura única.

Sob a crosta das estrelas, prótons e nêutrons se unem em formas semelhantes a tipos de massa, como lasanha ou espaguete. Daí o nome “pasta nuclear”.

As enormes densidades e formas estranhas tornam essa massa incrivelmente rígida.

E ela poderia ser útil para os seres humanos?

“A pasta nuclear só existe graças à enorme pressão proporcionada pela gravidade da estrela de nêutrons. Se você retirar essa pasta da estrela, ela se decompõe e explode como uma bomba nuclear. É por isso que os seres humanos provavelmente não podem construir nada a partir dela no curto prazo”, diz Caplan à BBC News Mundo, serviço em espanhol da BBC.

E qual é a cor ou textura deste material?

“Se você pudesse segurar um punhado de pasta nuclear em sua mão, não conseguiria ver as diferentes formas, pois elas são muito menores que um átomo. O material estaria tão quente que brilharia em tom de vermelho vivo como a superfície do Sol. Além disso, explodiria”, acrescenta o especialista.

Descoberta importante

Para descobrir a pasta nuclear, foram necessários dois milhões de horas de processamento em simulações de computador ou o equivalente a 250 anos em um laptop com uma única unidade de processamento gráfico (GPU, da sigla em inglês) – usada principalmente para gerenciar e melhorar o desempenho de vídeos e gráficos.

Com estas simulações, os cientistas conseguiram esticar e deformar o material encontrado nas profundezas da crosta das estrelas de nêutrons.

Caplan afirma que esses resultados “são valiosos para os astrônomos que estudam as estrelas de nêutrons”.

“Sua camada externa é a parte que geralmente observamos, por isso é fundamental conhecer o interior, para interpretar as observações astronômicas dessas estrelas.”

As descobertas também poderiam ajudar os astrofísicos a entenderem melhor as ondas gravitacionais, porque os novos resultados sugerem que estrelas de nêutrons solitárias poderiam gerar pequenas ondas gravitacionais.

O espaço está inacessível para astronautas depois da falha de ontem da Soyuz

Todos os lançamentos tripulados foram suspensos pela agência espacial russa depois da falha com o foguete Soyuz ocorrida ontem. Isso é um problema, já que grande parte do mundo depende das naves da Rússia para levar carga e pessoas para o espaço. Consequentemente, estamos encarando a possibilidade bastante real de ter uma Estação Espacial Internacional sem astronautas — algo que não aconteceu em quase duas décadas.

Na manhã de ontem, um foguete de propulsão Soyuz-FG com uma espaçonave tripulada Soyuz MS-10 acoplada passou por um sério problema depois de cerca de três minutos de voo, forçando o astronauta americano Nick Hague e o cosmonauta russo Alexey Ovchinin a fazer um pouso de emergência nos estepes cazaques. De acordo com comunicados, os dois estão em “boas condições”, mas o mesmo não pode ser dito do foguete, que caiu a cerca de 40 quilômetros da cidade de Dzhezkazgan, na região de Karaganda, no Cazaquistão.

Este foi o primeiro incidente do tipo para a Roscosmos — a agência espacial russa — desde a queda da União Soviética. Em resposta, oficiais russos suspenderam todos os lançamentos antes de fazer uma revisão na falha do foguete de propulsão. Uma inquérito criminal também está em curso para determinar se regulações de segurança foram violadas durante a construção. Para isso, um comitê investigativo do governo russo está inspecionando o local de lançamento e coletando documentos, diz a agência de notícias AFP.

Com a interrupção dos lançamentos da Soyuz, não há jeito possível (ou seguro) para mandar astronautas para a Estação Espacial Internacional, nem mesmo espaço para isso.

Desde que os EUA aposentaram seu programa Space Shuttle, em 2011, eles passaram a depender dos russos. Soluções do setor privado estão sendo desenvolvidas, incluindo o CST-100 Starliner da Boeing e o Crew Dragon da SpaceX, mas nenhum dos programas está pronto para mandar humanos para o espaço até meados de 2019.

A agência espacial chinesa tem capacidade para mandar astronautas para a órbita, mas seu próximo lançamento agendado não vai acontecer antes de 2020. Se bem que isso não importa para os EUA: a NASA está atualmente proibida pelo Congresso de trabalhar com a agência espacial chinesa por temores em relação à segurança.

• Japão está testando elevador espacial em miniatura perto da Estação Espacial Internacional

A incapacidade de mandar pessoas para o espaço significa que poderemos ter uma Estação Espacial Internacional vazia em alguns meses, o que não acontece desde que a primeira equipe chegou lá, em novembro de 2000. Atualmente, há três tripulantes na estação: a astronauta da NASA Serena M. Auñón-Chancellor, Alexander Gerst, da Agência Espacial Europeia, e o cosmonauta Sergey Prokopyev.

A volta do trio para a casa está programada para dezembro, e eles estão bem supridos com comida e água, diz Kenny Todd, gestor de integração de operações da Estação Espacial Internacional na NASA, em um encontro com a imprensa ocorrido ontem. Sua missão poderia ser estendida, entretanto, já que a espaçonave Soyuz que está por lá pode permanecer em órbita por 200 dias, prazo que expira no começo de janeiro. Portanto, se a missão for estendida, seria apenas por algumas semanas.

Uma estação espacial vazia seria um desperdício. Não haveria ninguém a bordo para monitorar e realizar os muitos experimentos científicos em andamento no posto, que custou US$ 100 bilhões. A boa notícia é que a estação pode ser mantida operacional por controladores em terra, como explicou Todd durante o comunicado.

“Eu tenho confiança que podemos manter as coisas por uma quantidade de tempo significativa [sem uma equipe]”, disse. Se as “bombas fizerem seu trabalho e todos os outros sistemas — as matrizes [solares] continuarem girando, e mantivermos as baterias carregadas — não há nada que diga que não possamos continuar [com uma] quantidade mínima de comando”.

Os resultados de uma investigação preliminar do incidente de quinta-feira sugerem que uma seção do primeiro estágio do propulsor esmagou o segundo estágio durante o voo, de acordo com a agência de notícias russa TASS. Isso pode ter sido causado pela “falha do sistema de separação normal, que deveria ter sido ativado”, disse um funcionário da Roscosmos. “Vamos analisar detalhadamente as causas.”

O momento não poderia ser pior para a Roscosmos, que ainda está se recuperando de um incidente acontecido em agosto. Um pequeno vazamento de pressão de ar foi descoberto na seção Soyuz da Estação Espacial Internacional, provavelmente como resultado de uma falha de fabricação. A agência espacial russa, entretanto, chegou a considerar a possibilidade de sabotagem.

A Roscosmos afirma que o inquérito do Comitê de Investigação sobre a falha do foguete desta semana estará concluída em 20 de outubro, o que parece um pouco apressado. “Teremos que ver aonde os dados os levam”, disse Todd. “E isso pode levar um mês, dois ou seis — eu realmente não posso especular sobre a duração disso.” Ele acrescenta que tem “total confiança que os colegas russos vão descobrir o que está acontecendo.

Em um comunicado à imprensa publicado ontem, a Nasa disse que vai “apoiar a [investigação da] Roscosmos” sobre o incidência. A agência espacial, juntamente com seus parceiros da EEI, “vão revisar os calendários operacionais futuros, incluindo o plano para duas passeios no espaço que deveriam acontecer ainda em outubro”.

Enquanto isso, o chefe da Roscosmos, Dmitry Rogozin, afirma que Ovchinin e Hague serão entregues à EEI em pouco tempo. “Eles vão voar”, disse ele em um tweet com uma foto dele mesmo com os dois astronautas. “Estamos planejando seu voo para o primeiro semestre do ano que vem.”

É uma alegação completamente infundada, pois ninguém pode prever os resultados da investigação do governo ou por quanto tempo os voos tripulados da Soyuz ficarão suspensos. Rogozin provavelmente está tentando salvar sua em meio ao atual constrangimento.

Dizer que esta situação é perturbadora é um eufemismo. Ela pareceria inconcebível para americanos e russos no auge da corrida espacial nos anos 60 e 70. Do ponto de vista otimista do passado, deveríamos ter estações espaciais na Lua e em Marte agora. Em vez disso, aqui no ano de 2018, não podemos colocar homens e mulheres na órbita baixa da Terra. O que aconteceu?

[AFP, AFP, Space, TASS, NASA]

Imagem do topo: O foguete Soyuz transportando o astronauta norte-americano Nick Hague e o cosmonauta russo Aleksey Ovchinin. Créditos: AP

https://gizmodo.uol.com.br/espaco-inacessivel-falha-soyuz/

Nasa trabalha em “Waze” para ser usado em Marte

Se você tiver um celular e acesso à internet, é praticamente impossível se perder em boa parte do planeta Terra atualmente. Luxo há alguns anos, a navegação GPS se popularizou de tal maneira que ferramentas de mapas, como Google Maps e Waze, se tornaram essenciais no cotidiano de boa parte das pessoas.

Nasa trabalha em "Waze" para ser usado em Marte.

Nasa trabalha em “Waze” para ser usado em Marte.

Mas e se elas quiserem se localizar fora do nosso planeta? Como saber qual o caminho correto para ir da cratera “A” até a cratera “B” na Lua, por exemplo?

Para resolver esse “problema”, a Nasa, em parceria com a Intel, trabalha na construção de um sistema de navegação que possa ser utilizado em outros lugares do universo.

Para começar, ele não poderia ser chamado de GPS. Isso, porque, a sigla se refere à “sistema de posicionamento global” e, bem, esse guia espacial não usaria satélites na órbita da Terra (ou de outro planeta) para determinar a sua posição e sugerir uma rota.

É aqui que entra o uso da inteligência artificial. A meta dos pesquisadores é usar essa tecnologia para criar um sistema que seja capaz de identificar, por meio de fotos, qualquer lugar da superfície de um planeta ou satélite com a Lua.

O sistema, em questão, seria uma espécie de banco de dados de fotografias que, uma vez analisadas, criariam um modelo virtual do corpo celeste.

Com esse modelo formado, caberia a inteligência artificial analisar a posição de quem procura informações de localização – a consulta dos interessados se daria por meio de uma foto enviada ao sistema – e determinar a melhor rota para se chegar ao local desejado.

Para testar a eficácia do sistema, os pesquisadores “criaram” uma Lua, abastecendo a inteligência artificial com 2,4 milhões de imagens de um corpo celeste hipotético. Esse material teria sido o suficiente para permitir que se navegasse pela superfície dessa Lua.

O próximo passo da equipe é utilizar imagens reais de Marte para criar o mesmo banco de dados e permitir que a sua superfície seja mapeada a ponto do sistema de navegação ser capaz de dar orientações para quem quiser se locomover pelo planeta.

Se tudo der certo, é bastante provável que os primeiros humanos a pisarem no planeta vermelho terão meios de se locomover sabendo exatamente como e para onde estão indo.

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D

Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Um neurônio em três dimensões. Foi o que cientistas brasileiros obtiveram ao unir microtomografia de raio X feita a partir de um acelerador de partículas.

Neurônios em 3D

Neurônios em 3D

O resultado do trabalho pode, futuramente, impactar a compreensão da neurodegeneração e de doenças como alzheimer e parkinson.

A técnica, que parece complexa, pode ser resumida de uma forma simples. Trata-se de girar uma amostra do cérebro em frente a um feixe de raios X. Depois, como em um quebra-cabeças, as 2.048 imagens obtidas são montadas com matemática e computação. Assim forma-se a imagem do cérebro e
dos neurônios em 3D

Uma das principais vantagens do método é sua praticidade. “Conseguimos uma imagem da célula no estado íntegro dela. Ela está ali no órgão, não tivemos que fazer nenhum outro tipo de manipulação”, diz Matheus Fonseca, pesquisador do LNBio (Laboratório Nacional de Biociências, parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, Cnpem) e um dos autores do estudo.

Nos procedimentos atuais mais comuns há necessidade de limpeza e fatiamento —sim, literalmente— do cérebro objeto de estudo, de acordo com Fonseca.

Enquanto isso, na metodologia desenvolvida pelos pesquisadores brasileiros, basta mergulhar o órgão numa solução de mercúrio e obter as imagens a partir da microtomografia.

É aqui que entra o acelerador de partículas do LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), em Campinas (SP). Os cientistas do centro de pesquisas usaram a radiação do acelerador para criar
as imagens em 3D.

 https://tv.uol/17CLV

“É exatamente a mesma tomografia que fazemos no hospital”, diz Nathaly Archilha, do LNLS e líder da estação de pesquisa de microtomografia de raios X. “A principal diferença é que conseguimos fazer isso numa resolução altíssima”, diz a pesquisadora

Segundo a cientista, em sua estação de microtomografia, ela consegue produzir visualizações de até 1 micrômetro. “É como se você pegasse um fio de cabelo e dividisse por 50 partes”, afirma.

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D
Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

A amostra de Fonseca, por exemplo, tinha poucos centímetros (o cérebro inetiro do camundongo) e os neurônios mediam cerca de 10 micrômetros.

Assim que o Sirius —segunda fonte de luz síncrotron (radiação produzida com a aceleração de partículas, daí o nome do laboratório) de quarta geração no planeta, em construção também em Campinas— entrar em atividade, espera-se que seja possível obter resoluções até dez vezes superiores ao que se tem hoje, ou seja, alcançar a escala dos 100 nanômetros

“Essa tecnologia também vai permitir uma tomografia interior. Você faz uma imagem em baixa resolução e dá zoom exatamente na área de interesse”, afirma a pesquisadora do LNLS.

A imagem é muito bonita, é legal ver partes internas do corpo que só conhecemos por ilustrações de livros escolares, mas talvez você se pergunte: qual a relevância disso?

Fonseca diz que entender como os neurônios se comunicam e como a estrutura neural está montada para exercer determinadas funções —área de estudo conhecida como conectômica— é importante para compreendermos as doenças neurodegenerativas, como alzheimer e parkinson.

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

Com acelerador de partículas, brasileiros observam neurônios em 3D
Visualização da estrutura pode auxiliar no estudo de alzheimer e parkinson

“Através dessa técnica conseguimos ver o neurônio inteiro e entender os processos de neurodegeneração em diversas doenças”, afirma o pesquisador do LNBio. “Entendemos muito bem os mecanismos dessas doenças. Mas o que acontece, em nível celular, numa célula de um cérebro intacto? Como ela morre, onde ela morre?”

O cientista cita a doença de Parkinson como exemplo, na qual há acúmulo da proteína alfa-sinucleína. “Será que existe localização preferencial de acúmulo dessa proteína dentro da célula? Essas são perguntas para serem respondidas, principalmente se conseguirmos visualizar isso em três dimensões.”

Além disso, com o conhecimento detalhado das estruturas neurais —o mapa neural em desenvolvimento— é possível imaginar a criação de drogas que tenham ação específica em determinadas áreas de interesse para doenças.

Segundo Fonseca, uma colaboração com a Unifesp (Universidade Federal de São Paulo) será realizada para que o estudo seja feito também com cérebros humanos.

O estudo foi publicado na segunda (13), na revista Scientific Reports, do grupo Nature.

Pesquisadores confirmam teoria da relatividade de Einstein ao estudar estrela orbitando em buraco negro

É a primeira vez que a teoria é confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo. Medição foi feita por “super” telescópio no Chile.

Ilustração mostra trajetória da estrela nos últimos meses ao redor do buraco negro (Foto: M. KORNMESSER/ESO)

Ilustração mostra trajetória da estrela nos últimos meses ao redor do buraco negro (Foto: M. KORNMESSER/ESO)

ma única estrela, girando em torno do enorme buraco negro no centro da Via Láctea, forneceu aos astrônomos uma nova prova de que Albert Einstein estava certo sobre a gravidade.

Há mais de 100 anos, a teoria geral da relatividade de Einstein revelou que a gravidade é o resultado da curvatura espaço-tempo, criada pela presença de massa e energia. Agora, em um artigo publicado nesta quinta-feira (26) na “Astronomy & Astrophysics”, uma equipe de pesquisadores relata a observação de uma característica da relatividade geral conhecida como redshift gravitacional.

Observações feitas com o telescópio conhecido como “Very Large Telescope” (telescópio muito grande, em tradução livre), do Observatório do Sul Europeu (ESO), revelaram pela primeira vez os efeitos previstos pela relatividade geral de Einstein sobre o movimento de uma estrela que passa pelo campo gravitacional perto do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Este resultado representa o ponto alto de uma campanha de observação de 26 anos usando os telescópios do ESO no Chile.

Buraco negro

Obscurecido pelas densas nuvens de poeira absorvente, o buraco negro supermassivo mais próximo da Terra está a 26.000 anos-luz de distância, no centro da Via Láctea. Com uma massa de quatro milhões de vezes a do Sol, o buraco negro é cercado por um pequeno grupo de estrelas que orbitam em torno dele em alta velocidade.

Esse ambiente extremo – o campo gravitacional mais forte de nossa galáxia – o torna o local perfeito para explorar a física gravitacional e, particularmente, testar a teoria geral da relatividade de Einstein.

A medição é a primeira vez que a relatividade geral foi confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo.

À medida que a luz escapa de uma região com um forte campo gravitacional, suas ondas são esticadas, tornando a luz mais vermelha, em um processo conhecido como redshift gravitacional. Os cientistas, uma equipe conhecida como a colaboração GRAVITY, usaram o Very Large Telescope, localizado no deserto de Atacama, no Chile, para demonstrar que a luz da estrela foi deslocada para o vermelho pela quantidade prevista pela relatividade geral.

Os cientistas já tinha observado o redshift gravitacional antes. Na verdade, os satélites de GPS não funcionariam corretamente se o redshift gravitacional não fosse levado em consideração. Mas tais efeitos nunca foram vistos nas proximidades de um buraco negro, onde a gravidade é mais forte.

“Isso é completamente novo, e acho que é isso que torna emocionante – fazer esses mesmos experimentos não na Terra ou no sistema solar, mas perto de um buraco negro”, diz o físico Clifford Will da Universidade da Flórida em Gainesville.
A estrela S2
No “coração” da Via Láctea, esconde-se um enorme buraco negro supermassivo, com uma massa de cerca de 4 milhões de vezes a do sol. Muitas estrelas giram em torno deste buraco negro. Os pesquisadores se concentraram em uma estrela, conhecida como S2, que completa uma órbita elíptica ao redor do buraco negro a cada 16 anos.

Órbita é uma trajetória fechada que um astro faz em torno de outro. Órbita elíptica é o tipo de órbita feita, e nesse caso, a elipse é como um círculo achatado (e não circular). A órbita de todos os planetas do Sistema Solar é elíptica.

É a primeira vez que a teoria é confirmada na região perto de um buraco negro supermassivo. Medição foi feita por "super" telescópio no Chile.

Pesquisadores confirmam teoria da relatividade de Einstein ao estudar estrela orbitando em buraco negro

Em maio de 2018, a estrela ficou mais próxima do buraco negro, atingindo 3% da velocidade da luz – extremamente rápida para uma estrela. Nesse ponto, a estrela estava a apenas 20 bilhões de quilômetros do buraco negro. O que pode parecer distante, mas é apenas quatro vezes a distância entre o sol e Netuno.