Feedback para agosto de 2004

No que diz respeito à sua pergunta sobre a origem da vida, a melhor referência única para leitores gerais que tenho é Iris Fry, "The Emergence of Life on Earth: A Historical and Scientific Overview" 2000: Rutgers University Press. Embora isto tenha apenas 4 anos, já está devido para revisão para refletir resultados recentes significativos.

Não li "A Case for Faith", mas estou bem familiarizado com as críticas do criacionista ao experimento Miller/Urey. Uma análise completa excede o papel da página de feedback. Em suma, eu enquadraria uma resposta da seguinte forma;

1) O experimento Miller/Urey não foi, e não é a única base para a pesquisa em abiogênese. Assim, contestar o seu resultado não invalida as teorias de abiogênese.

2) A pesquisa geoquímica sobre o estado de oxidação inicial dos oceanos e da atmosfera da Terra indica que era geralmente redutora, mas não no mesmo grau que os gases no experimento Miller/Urey original. No entanto, há evidências adicionais de "oásis" altamente reduzidos no Arcaico e mesmo para "oásis" oxigénicos. Considere que mesmo hoje existem locais altamente reduzidos na Terra, tais como fontes de metano, fontes de sulfeto de hidrogénio e fontes hidrotermais.

3) O mesmo experimento foi executado com resultados positivos (a geração de aminoácidos e outras moléculas complexas "orgânicas") com diferentes misturas de gases, e diferentes fontes de energia.

4) A análise de aminoácidos de meteoritos revelou que estavam na mesma proporção geral como os resultados do experimento Miller/Urey. Isto torna a continuidade da relevância do resultado Miller/Urey auto-evidente.

"1,5x10¹¹ gramas/ano" é o mesmo que "1,5x10⁸ kilogramas/ano." Tim realmente alterna as unidades, mas usa o mesmo valor ao longo do processo.

A amostragem no estudo é convincente de que apenas uma linhagem de DNA mitocondrial permanece na população humana exatamente pela razão que seu amigo menciona: as chances de outra linhagem existir mas permanecer não amostrada são muito pequenas. A conclusão é que qualquer outra linhagem deixou de existir na população humana; a estimativa de idade para "Eva Mitocondrial" tenta calcular há quanto tempo a linhagem existente de DNA mitocondrial originou-se.

O código Perl a seguir executa uma simulação de Monte Carlo em uma população com linhagens de DNA mitocondrial denotadas por letras (A,B,..,x). Uma população inicial é formada de números iguais de cada. Em cada geração subsequente, cada "indivíduo" contribui com algum número de "filhas" semelhantes ou falha em "reproduzir". (A descendência materna do DNA mitocondrial ajuda a simplificar as coisas aqui, já que os filhos podem ser ignorados.) Cada execução continua até que apenas uma linhagem tenha membros sobreviventes na população. Um relatório é feito no final dando um número médio de gerações até que cada linhagem se tornasse "fixada". Isso é destinado como uma demonstração simples de fixação de uma característica, então a regra de número de descendentes usada é simples. O usuário pode mudar o número de linhagens originais de DNA mitocondrial e determinar o número de descendentes por indivíduo.

Saída de exemplo:

Toda linhagem A 26 vezes, número médio de gerações: 128,2
Toda linhagem B 31 vezes, número médio de gerações: 115,7
Toda linhagem C 15 vezes, número médio de gerações: 80,2
Toda linhagem D 28 vezes, número médio de gerações: 98,5

Isso foi para um tamanho de população inicial de 100 e 100 execuções feitas.

Pule o código Perl.

#!/usr/bin/perl
# mtEVE vai para Monte Carlo
# Simulação por Wesley R. Elsberry, 2004
# Seção de personalização ---------------------------------
$nruns = 100; # Quantas vezes executar a simulação de Monte Carlo
# Linhas: as linhas originais presentes na população
@lines = ("A","B","C","D");
# Número de indivíduos por linha na população inicial
$initperline = 25;
# Distribuição de descendentes. Para um tamanho de população mais ou menos estável,
# a soma das entradas deve ser igual ao número de entradas.
#             1 2 3 4 5 6 7 8 9 _ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 _
@offspring = (0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,3,3,4);
# Seção de inicialização --------------------------------
srand; # Semente para o gerador de números aleatórios
# Executar Monte Carlo ---------------------------------------
undef(%goodruns);
for ($jj = 1; $jj<=$nruns; $jj++) {
    # População inicial: indivíduos igualmente divididos
    # em duas linhas
    undef(@pop1);
    for ($ii = 1; $ii <= $initperline; $ii++) {
        foreach (@lines) {
            push(@pop1,$_);
        }
    }
    $ii = 0;
    $done = 0;
    do {
        undef(@pop2);
        undef(%popcnt);
        foreach (@pop1) {
            $linetype = $_;
            $os = int(rand($#offspring+1));
            for ($kk = 1; $kk <= $offspring[$os]; $kk++) {
                # Adicionar um descendente à nova população
                push(@pop2,$linetype);
                $popcnt{$linetype}++;
            }
        }
        $ii++;
        @pop1 = @pop2;
        foreach (@lines) {
            if ($#pop2 <= ($popcnt{$_}-1)) {
                $done = 1;
                $winner = $_;
            }
        }
        print sprintf("\b\b\b\b\b\b%06d\n",$#pop2);
    } until ($done);
    if ("" eq $pop2[0]) {
        print "A população colapsou!\n";
    } else {
        print "$winner tornou-se a única linhagem em $ii gerações\n";
        $popgen{$winner} += $ii;
        $wincnt{$winner}++;
        $goodruns{$winner}++;
    }
}
# Relatório sobre os resultados gerais.
foreach (@lines) {
    $ave = $popgen{$_} / $goodruns{$_};
    print "Toda linhagem $_ $wincnt{$_} vezes, número médio de gerações: $ave\n";
}

Pular o código Javascript.

function drift(){
nruns = simulation.nruns.value; // obter valor do formulário com id="simulation"
                            // com a tag de entrada com id="nruns"
halfpopsize = simulation.halfpopsize.value; // igualmente
simulation.output.value = ""; // limpar a janela de saída
goodrunsA = 0;  // rastrear o número de execuções em que A se fixa
goodrunsB = 0;  // rastrear o número de execuções em que B se fixa
popgenA = 0; // conta o número de gerações necessárias para fixar A 
             // para a média no final da função.
popgenB = 0;
for ( jj=1; jj<=nruns; jj++ )
{ pop1NumberA = halfpopsize;
  pop1NumberB = halfpopsize;
  ii = 0;  // conta gerações
  
  do
  { pop2NumberA = 0; // para a próxima geração
    pop2NumberB = 0;
  
    for ( i=0; i<pop1NumberA; i++ ) // percorrer cada A
    { if ( 0.5 > Math.random() )
      {} // Sem descendentes para este indivíduo A
      else
      { pop2NumberA = pop2NumberA + 2;  // Dois descendentes para este A
      }
    } // fim do for
        
    for ( i=0; i<pop1NumberB; i++ ) // Desta vez, percorrer cada B
    { if ( 0.5 > Math.random() )
      {} // Sem descendentes para este indivíduo B
      else
      { pop2NumberB = pop2NumberB + 2;  // Dois descendentes para este B
      }          
    } // fim do for
        
    ii++;
    pop1NumberA = pop2NumberA;
    pop1NumberB = pop2NumberB;
        
  } while ( 0!=pop1NumberA && 0!=pop1NumberB );
      
  if ( 0==pop1NumberA && 0==pop1NumberB )
    simulation.output.value += "A população colapsou!\n"; 
  else if ( 0==pop1NumberA )
  { simulation.output.value += "B tornou-se a única linhagem em "
                      +  ii + " gerações\n";
    popgenB = popgenB + ii;
    goodrunsB++;  
  }
  else
  { simulation.output.value += "A tornou-se a única linhagem em "
                      +  ii + " gerações\n";
    popgenA = popgenA + ii;
    goodrunsA++;  
  }        
} // fim do for (jj)
aave = popgenA / goodrunsA;
bave = popgenB / goodrunsB;
simulation.output.value += "Gerações médias para toda a linhagem A: "
                  + aave + ".\n";
simulation.output.value += "Gerações médias para toda a linhagem B: "
                  + bave + ".\n";
                  
}

1. Ted Steele argumentou que os retrovírusos (vírus que podem inserir seu código genético no DNA de uma célula) desempenham um papel ao transferir imunidade adquirida de uma célula corporal para uma célula sexual via inserção retroviral.
   
   
2. Aproximadamente 40% do genoma de um mamífero são tipicamente de origem retroviral, mas ninguém ainda demonstrou que qualquer parte deles seja expressa. Isso pode ser porque é improvável que seja útil para o hospedeiro, ou pode ser que a seleção natural imediatamente o remodelasse para que o seja. De qualquer forma, não veríamos evidências. Ou pode ser que simplesmente ainda não tenhamos encontrado a evidência que existe.

Jeff nos pergunta "onde estão os fatos que apoiam o que estamos denunciando?" Isso atinge o cerne do problema. Que fatos apoiam o criacionismo? Se Jeff acha que tem esses fatos, então ele é encorajado a publicá-los no talk.origins. Embora ele seja fortemente encorajado a primeiro buscar neste site da web para ver se ele já mostrou o que há de errado com as alegadas "fatos". Centenas de alegações dos negadores da evolução e o que há de errado com elas podem ser encontradas no Índice de alegações criacionistas.

Eu editei o feedback de Jeff para remover uma cópia e colagem de The Fool Says in His Heart... pelo Rev. Dale Tedder. O feedback não é um lugar para violar a lei de direitos autorais. Estou sempre admirado com o quanto de pessoas pensam que o plágio está bem.

Apesar de tudo isso, o PotM de junho é relevante para a controvérsia criação/evolução. Ele fala sobre religião racional vs. religião fanática, o que é quase o núcleo da controvérsia. Sim, ele também fala sobre política, mas a política tem sido parte do criacionismo desde pelo menos o julgamento de Scopes, e sob um presidente que quer tornar as descobertas científicas sujeitas a decreto político, agora é uma parte inevitável da ciência, também.

É muito fácil fazer afirmações vagas e sem fundamento sobre "falácias". Porque é tão fácil, alegações vazias não são realmente notáveis. Seria muito mais interessante se você pudesse percorrer o FAQ sobre a Idade da Terra deste arquivo e documentar várias falácias nele.

Segundo erro: Barry Setterfield falhou, de forma bastante óbvia, em sua tentativa de demonstrar qualquer variabilidade temporal da velocidade da luz a partir do registro histórico, assim como todos os outros criacionistas que tentaram. Veja O Decaimento do Decaimento de c, neste arquivo.

Terceiro erro: A ideia de que o "nada" de repente se tornou o big bang nunca fez parte da cosmologia do "big bang". Os criacionistas sempre gostam de exibir essa alegação, mas é, no mínimo, desonesto, já que nenhum cientista jamais acreditou realmente em tal absurdo. A interpretação correta do início singular do universo na relatividade geral (o "bang") é que a relatividade geral é uma teoria inadequada para descrecer essa era inicial do universo. Há muito tempo se sabe que a física quântica deve ser levada em conta aqui. Em uma linha promissora de investigação, entre muitas, teoria das cordas abre a porta para a cosmologia pré-big-bang, eliminando a singularidade que é um ingrediente necessário de uma teoria clássica, mas não de uma teoria quântica. Outra interpretação das cordas permite o cenário de branas colidindo em uma cosmologia de universo cíclico. Os cosmólogos nunca pensaram que "algo veio do nada", então a crítica é inútil.

Quarto erro: Não, a lei da entropia não dita que qualquer coisa ordenada se move para o caos. Nenhuma lei da física o faz, exceto quando são comumente mal utilizadas por criacionistas. A lei da entropia (corretamente referida como a segunda lei da termodinâmica) diz sim que sistemas em contato térmico chegarão ao equilíbrio térmico. Mas isso é verdadeiro apenas para coleções estatisticamente grandes de objetos. É conhecido tanto da teoria quanto da prática que essa lei não é necessariamente aplicável a situações dominadas pela física quântica. Veja, por exemplo, Nanotubos podem não ter 'temperatura' (Agosto, 2004), Motores Térmicos Quânticos, a Segunda Lei e o Demônio de Maxwell (Fevereiro 2004), Termodinâmica estatística do movimento browniano quântico: Nascimento do perpétuo mobile do segundo tipo (Novembro, 2001), ou as Perguntas Frequentes sobre Termodinâmica, Evolução e Criacionismo, neste arquivo.

Se alguém vai fazer alegações "fáticas", primeiro deve ser capaz de distinguir fato de ficção ou de fantasia pura e simples. Este é um exercício no qual os criacionistas são notoriamente fracos. Existe uma diferença distinta e importante entre confiar em um Deus sobrenatural e confiar em criacionistas humanos não sobrenaturais. Um dos dois é bastante mais confiável que o outro, e fica como um exercício para o leitor descobrir qual.

Se [liberdade] opera de acordo com leis bioquímicas, não pode realmente ser livre, sendo totalmente determinada pelas leis que governam sua operação.

No entanto, as leis nunca podem totalmente determinar qualquer coisa. O Princípio da Incerteza de Heisenberg aponta que o próprio ato de determinar algo (como, por exemplo, a posição de uma partícula) perturba outras coisas (como a velocidade da partícula) de modo que elas se tornam mais incertas. Assim, o determinismo absoluto é impossível em um sistema puramente físico. Pode-se argumentar que as coisas ainda são determinadas em algum nível metafísico, mas isso seria fora do ponto do seu argumento. Ironia das ironias, é necessário adicionar entidades sobrenaturais, capazes de "conhecer" coisas sem olhar fisicamente nelas, para alcançar o determinismo.

A taxa de rotação da Terra em torno do seu eixo é expressa como um comprimento do dia (LOD), que é 23^h56^m04.^s0989 em relação às estrelas fixas (o dia sidereal), ou 24^h00^m00.^s0084 em relação ao sol (o dia solar). A taxa de variação dessa rotação é expressa como uma variabilidade no LOD. O LOD é de fato bastante variável, diariamente devido ao atrito na fronteira núcleo-manto, ou variações nos ventos atmosféricos, e em ciclos anuais relacionados a mudanças sazonais na atmosfera & circulação oceânica (Serviço Internacional de Rotação da Terra e Sistemas de Referência (IERS), Centro de Serviço Rápido do IERS/Predição de Parâmetros de Orientação da Terra, Desenvolvimento Histórico do Conhecimento sobre a Rotação da Terra). Existe também uma tendência de longo prazo de desaceleração imposta pela interação de marés entre a Terra e a lua (como descrito na minha própria entrada de FAQ vinculada acima). É esta última tendência que está em questão aqui.

As acelerações de curto prazo mencionadas acima são altamente variáveis, embora com amplitude relativamente pequena. A tendência de longo prazo imposta pelas marés é quase constante nos últimos 3 bilhões de anos ou mais, pelo menos quando média em períodos bastante longos, mas cada vez mais variável antes disso. Evidências paleontológicas indicam que o comprimento do dia há cerca de 620.000.000 de anos (pré-cambriano) era de cerca de 21,9 horas ( Comprimento do Dia Pré-Cambriano e a Validade dos Valores Paleomareais de Ritmo de Maré, G.E. Williams, Geophysical Research Letters 24(4): 421-424, 15 de fevereiro de 1997). A taxa de variação fornecida na FAQ (0,005 segundos/ano/ano) traduz-se em 0,0014 segundos/dia/século, insignificativamente diferente do valor padrão citado de 0,0015 segundos/dia/século (Variação da Rotação da Terra - Causas e Consequências Geofísicas, Kurt Lambeck, Cambridge University Press, 1980). Mas (0,0015 segundos/dia/século) x (6.200.000 séculos) = 9.300 segundos/dia, o tempo acumulado que o dia aumentou desde então, assumindo uma taxa constante. Isso é cerca de 2,58 horas. Subtraia isso de 24 e você obtém 21,42 horas, o que não é tão diferente de 21,9 horas, considerando as incertezas envolvidas.

A taxa de variação do comprimento do dia e a taxa de recesso da lua são mais rápidas durante os primeiros centenas de milhões de anos do sistema Terra-lua (ou seja, Evolução do sistema Terra-lua, Touma & Wisdom, Astronomical Journal 108(5): 1943-1961, novembro 1994), mas desacelera bastante rapidamente após isso. A taxa usada acima (0,0015 segundos/dia/século) é provavelmente excessivamente alta, devido ao tamanho favorável das bacias oceânicas da Terra, que incentivam a ressonância com a lua (ou seja, Um modelo estocástico da evolução de marés da Terra-lua levando em conta as variações cíclicas das propriedades de ressonância do oceano: Uma solução assintótica, Kagan & Maslova, Earth Moon and Planets, 66: 173-188, 1994).

O argumento criacionista padrão abordado pela FAQ de Dave Matson (Quão Bons São Esses Argumentos da Terra Jovem?) assume que o segundo bissextil adicionado à escala de tempo atômico, para mantê-lo em sincronia com a escala de tempo civil, é uma medida da desaceleração rápida da Terra (da ordem de 1 segundo/ano/ano ou mais rápido). É claro que, se a Terra desacelerasse tão rapidamente, o dia há 620.000.000 de anos seria 1.722.000 segundos mais curto, algo difícil de realizar quando o dia tem apenas 86.400 segundos para perder. Se o segundo bissextil realmente representasse a taxa de desaceleração da rotação da Terra, os criacionistas teriam razão. Mas não é nada disso; é apenas um sintoma do fato de que as duas escalas de tempo, atômica & civil, marcam em taxas ligeiramente diferentes, criando uma diferença acumulada entre elas. O segundo bissextil é um dispositivo arbitrário projetado para impedir que essa diferença acumulada exceda 1 segundo (veja Segundos Bissexteis do Departamento de Serviço de Tempo do Observatório Naval dos EUA Time Service Department).

[Nota do Webmaster: Um leitor notou que os dias siderais e solares haviam sido inadvertidamente invertidos. Isso foi agora corrigido.]

Idades das Estrelas

A idade de uma estrela é determinada comparando modelos teóricos de evolução estelar com as características observadas de uma estrela, conforme mostrado no diagrama de Hertzsprung-Russell (comumente conhecido simplesmente como diagrama HR, ou diagrama cor-magnitude).

Os cálculos de evolução estelar funcionam começando com um modelo computacional de uma estrela jovem ou de um protostar, e depois permitindo que o relógio avance e a estrela envelheça, de acordo com as leis da física conhecidas e aplicáveis, das quais há bastante neste caso. O brilho e a cor das estrelas modeladas são tabulados como função do tempo e, em seguida, comparados ao padrão observado, não aleatório, das propriedades estelares do diagrama HR (há um exemplo disso em uma de minhas páginas da web: O Diagrama de Hertzsprung-Russell e a Evolução Estelar).

Claro, isso significa que a confiança que depositamos nas idades derivadas baseia-se na confiança que temos na correção dos detalhes da física que entram nos modelos, que são bastante complicados, e na fidelidade do ajuste entre as propriedades estelares derivadas e observadas. O ajuste é, de fato, extraordinário, no sentido de que os diagramas HR sintéticos, construídos a partir dos modelos de evolução, reproduzem até pequenos detalhes, tipicamente lacunas ou aglomerados, nas distribuições observadas das propriedades estelares. Isso é extraordinário porque os modelos simplesmente deixam a física funcionar ao longo do tempo, com total ignorância de quaisquer expectativas. Não há razão particular para que eles reproduzam os padrões reais nos diagramas HR observados, a menos que esses padrões sejam realmente representativos da mudança ao longo do tempo das propriedades observadas das estrelas.

As estrelas ainda estão brilhando?

Todas as estrelas que vemos com nossos olhos estão a poucos milhares de anos-luz da Terra, onde um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, cerca de 6.000.000.000.000 milhas. Como as estrelas geralmente (mas nem sempre) mudam muito lentamente com o tempo, os poucos milhares de anos representados por essa distância não constituem uma montanha de feijão na vida da estrela. Portanto, podemos ter confiança de que as estrelas ainda estão lá.

Mas nem sempre. Por exemplo, a supernova 1987a explodiu na Nuvem de Magalhães Grande, a cerca de 169.000 anos-luz de distância. Mas a explosão foi observada em 1987, o que significa que vimos aquela estrela por cerca de 169.000 anos, durante os quais ela realmente não estava lá. Portanto, isso pode acontecer, mas podemos saber, a partir do tipo de estrela, se há uma chance de que ela não esteja mais lá. E lembre-se de que as estrelas não se apagam simplesmente. Elas se apagam com um estrondo se forem grandes o suficiente, ou com uma nebulosa planetária se não forem (isso é o que nosso sol eventualmente fará).

E concordo, Terry Pratchett foi uma das coisas mais significativas que aprendi no talk.origins.