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Inteligência artificial revela os segredos da energia escura em estudo pioneiro

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Inteligência artificial revela os segredos da energia escura em estudo pioneiro

O Dark Energy Survey melhorou a nossa compreensão do universo, duplicou a precisão das medições da energia escura através de inteligência artificial e técnicas de simulação, e forneceu informações sobre a estrutura do universo e a potencial necessidade de novos modelos cosmológicos. Crédito: SciTechDaily.com

Uma equipa de investigação liderada pela UCL utilizou técnicas de inteligência artificial (IA) para inferir com mais precisão a influência e as propriedades da energia escura a partir de um mapa da matéria escura e visível no Universo, cobrindo os últimos sete mil milhões de anos.

O estudo, conduzido pelo Dark Energy Survey Project, duplicou a resolução com que as principais propriedades do universo, incluindo a densidade geral da energia escura, podem ser inferidas a partir do mapa.

Esta resolução aumentada permite aos investigadores descartar modelos do universo que eram anteriormente concebíveis.

Avanços na compreensão cósmica

A energia escura é a força misteriosa que acelera a expansão do universo e acredita-se que represente cerca de 70% do conteúdo do universo (com a matéria escura, a matéria invisível cuja gravidade atrai as galáxias, representando 25%, e a matéria comum apenas 5%). ). ).

O autor principal, Dr. Niall Jeffery (UCLA Physics & Astronomy), disse: “Ao usar inteligência artificial para aprender com universos simulados por computador, aumentamos a precisão de nossas estimativas das principais propriedades do universo por um fator de dois.

“Para alcançar esta melhoria sem estas novas técnicas, precisaríamos de quatro vezes mais dados. Isto seria equivalente a mapear mais 300 milhões de galáxias.”

O coautor, Dr. Lorne Whiteway (UCLA Physics & Astronomy), disse: “Nossas descobertas são consistentes com a melhor previsão atual da energia escura como uma ‘constante cosmológica’ cujo valor não muda com o espaço ou o tempo. No entanto, também permite flexibilidade para que uma interpretação diferente seja válida. Por exemplo, a nossa teoria da gravidade ainda pode estar errada.

Um mapa da matéria derivado de uma simulação do universo

O mapa de matéria é derivado de um dos universos simulados. As áreas mais claras do mapa mostram áreas onde a matéria escura é mais densa. Estes correspondem a superaglomerados de galáxias. As manchas escuras, quase pretas, são vazios cósmicos, grandes espaços vazios entre aglomerados de galáxias. Crédito: Niall Jeffery e outros

Melhorando modelos cosmológicos

Em linha com a análise anterior do mapa Dark Energy Survey, publicado pela primeira vez em 2021, os resultados sugerem que a matéria no Universo está espalhada de forma mais suave – menos aglomerada – do que a teoria da relatividade geral de Einstein previa. No entanto, a discrepância foi menos significativa para este estudo do que para a análise anterior, onde as barras de erro foram maiores.

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O mapa do Dark Energy Survey foi obtido através de um método chamado lente gravitacional fraca, ou seja, observando como a luz de galáxias distantes é desviada pela gravidade da matéria interveniente em seu caminho para a Terra.

A colaboração analisou distorções nas formas de 100 milhões de galáxias para inferir a distribuição de toda a matéria, escura e visível, no primeiro plano dessas galáxias. O mapa resultante cobriu um quarto do céu no Hemisfério Sul.

No novo estudo, os investigadores usaram supercomputadores financiados pelo governo britânico para executar simulações de diferentes universos com base em dados do mapa de matéria do Dark Energy Survey. Cada simulação tinha um modelo matemático diferente do universo que a apoiava.

Os pesquisadores criaram mapas da matéria a partir de cada uma dessas simulações. a Aprendizado de máquina O modelo foi usado para extrair informações nesses mapas que são relevantes para modelos cosmológicos. Uma segunda ferramenta de aprendizado de máquina, aprendendo com vários exemplos de universos simulados por diferentes modelos cosmológicos, analisou os dados reais observados e forneceu as probabilidades de que qualquer modelo cosmológico seja o verdadeiro modelo do nosso universo.

Essa nova técnica permitiu aos pesquisadores usar muito mais informações dos mapas do que era possível com o método anterior.

As simulações foram realizadas nas instalações DiRAC High Performance Computing (HPC), financiadas pelo UK Science and Technology Facilities Council (STFC).

Explorações futuras em cosmologia

A próxima fase dos projetos do universo escuro – incluindo a missão Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA), lançada no verão passado – aumentará dramaticamente a quantidade de dados que temos sobre as estruturas de grande escala do universo, ajudando os investigadores a determinar se… A suavidade inesperada do universo contribuiu para o aumento do tamanho do universo escuro. A entropia é um sinal de que os modelos cosmológicos atuais estão errados ou se há outra explicação para isso.

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Atualmente, essa suavidade está em desacordo com o que seria previsto com base na análise da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB) – luz remanescente do universo. a grande explosão.

O Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab) do Departamento de Energia dos EUA hospeda a Dark Energy Survey Collaboration, da qual a UCL é membro fundador, e inclui mais de 400 cientistas de 25 instituições em sete países.

Esta colaboração levou à catalogação de centenas de milhões de galáxias, utilizando imagens do céu noturno captadas pela Dark Energy Camera de 570 megapixels, uma das câmaras digitais mais poderosas do mundo, durante um período de seis anos (de 2013 a 2019). A câmera, cujo corretor óptico foi fabricado na Universidade da Califórnia, foi montada em um telescópio do Observatório Interamericano Cerro Tololo, da Fundação Nacional de Ciência, no Chile.

Referência: “Resultados da pesquisa de energia escura do ano 3: inferência wCDM livre de probabilidade baseada em simulação com compressão neural para estatísticas de mapa de lentes fracas” por N. Jeffrey, L. Whiteway, M. Gatti, J. Williamson, J. Alsing, A. Porredon, J. Prat, C. Doux, B. Jain, C. Chang, T.-Y. Cheng, T. Kacprzak, P. Lemos, A. Alarcón, A. Um monge. Bechtol, MR Becker, JM Bernstein, A. CAMPOS, A. Carneiro-Russel, R. Chen, A. Choi, J. De Rosa, A. Drlica-Wagner, K. Eckert, S. Everett, A. Ferté, D. Gruen, RA Gruendl, K. Herner, M. Jarvis, J. McCullough, J. Myles, A. Navarro-Alsina, S. Pandey, M Ravery, RB Rollins, ES Raykoff, C. Sanchez, L.F. Seko, I. Sevilha Noarbe, E. Sheldon, T. Shen, M.A. Troxel, I. Totosos, T. N. Varga, P. Yanni, B. Yin, J. Zontz, M. Aguina, SS Alam e O. Alves, D. Bacon, S. Bouquet, D. Brooks, LN da Costa, TM Davis, JD Vicente, S. Desai, HT Diehl, I. Ferrero, J. Freeman, J. Garcia Bellido, E. Gazztanaga, G. Giannini, G. Gutiérrez, S. Mina Fernández, R. Mikel, A. Pires, A. A. Praça Malagón, A. RODMAN, M. Sacco, E. Sanches, D. Sanchez Sid, M. Smith, E. Sucheta, M.E.C. Swanson, J. Tarley, D. L. Tucker, N. Weverdike, J. Wheeler, B. Weisman e M. Yamamoto, 4 de março de 2024, Cosmologia e astrofísica não galáctica.
arXiv:2403.02314

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Podemos estar errados sobre o T.Rex novamente, diz novo estudo: ScienceAlert

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Podemos estar errados sobre o T.Rex novamente, diz novo estudo: ScienceAlert

Droga fraca ou músculo inteligente? fim de discussão Tiranossauro Rex A inteligência continua, com novas pesquisas inclinando-se para a teoria original de que estes temíveis gigantes não eram tão inteligentes.

Em 2023, um polêmico estudo sugere a existência de um dos dinossauros mais famosos do mundo. tiranossauro Rexpoderiam ser tão inteligentes quanto os macacos modernos, o que levanta muitas dúvidas por parte de outros pesquisadores que agora colocaram suas receitas na mesa.

“A possibilidade disso Tiranossauro Rex “Talvez ele fosse tão inteligente quanto um babuíno, o que é ao mesmo tempo fascinante e assustador, e tivesse o poder de reinventar a nossa visão do passado.” Ele explica Paleontólogo da Universidade de Southampton, Darren Naish. “Mas o nosso estudo mostra como todos os dados que temos contradizem esta ideia.”

Liderado pelo zoólogo Kai Kaspar do Universidade Heinrich Heine na AlemanhaO novo estudo descobriu que as medições do tamanho do cérebro no estudo de 2023 eram imprecisas, inflacionando as estimativas de quantos neurônios um réptil pré-histórico poderia caber em sua cabeça, especialmente no cérebro. Cérebro anterior.

Esta superestimação deveu-se principalmente às suposições do artigo original Tiranossauro Rex O cérebro preenchia a maior parte do espaço dentro do crânio, o que não acontece na maioria dos dinossauros, Naish Ele explica em uma postagem no blog.

A relação entre o cérebro e a massa corporal em vertebrados terrestres. Dinossauros como Tiranossauro Rex Eles têm proporções de tamanho cérebro-corpo semelhantes às dos répteis vivos. (Gutiérrez Ibáñez)

Além disso, Caspar e os seus colegas argumentam que o número de neurónios não corresponde de forma fiável à inteligência. Tomemos como exemplo os pássaros – durante muito tempo assumiu-se que o tamanho pequeno da sua cabeça significava que tinham menos neurónios e, portanto, não eram muito inteligentes.

Mas desde então aprendemos que aves como os corvos podem superar os primatas em algumas tarefas cognitivas, apesar do pequeno tamanho das suas cabeças, levando à conclusão de que outros factores para além do tamanho do cérebro, como os padrões de conectividade, desempenham um papel maior na determinação da inteligência.

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“Argumentamos que não é uma boa prática prever a inteligência em espécies extintas quando o número de neurônios reconstruídos a partir de fungos endofíticos é tudo o que temos para prosseguir.” Ele diz Kasper.

Em vez disso, são necessárias múltiplas linhas de evidência, desde a anatomia até às evidências sobre o comportamento e mais comparações com animais modernos para fazer estimativas mais precisas sobre a inteligência pré-histórica.

“É necessária uma compreensão significativamente melhorada da relação entre o número de neurônios e outras variáveis ​​biológicas, especialmente o desempenho cognitivo, nos animais existentes”, antes que previsões mais precisas possam ser feitas, disse a equipe. argumentar em seu artigo.

Árvore das relações entre répteis, dinossauros e pássaros, bem como a complexidade de seus cérebros
As relações entre grupos de répteis, além de representarem a complexidade de seus cérebros, mostram que os cérebros dos tiranossauros não diferiam muito dos dos crocodilianos. (Caspar et al., Registro anatômico2024).

Então, onde isso deixa? Tiranossauro Rex?

Evidências comportamentais recentes sugerem que os notórios répteis pré-históricos podem ter sido surpreendentemente sociais, Caça em matilhasMas isso não é suficiente para indicar o nível de inteligência dos primatas.

“Eles pareciam crocodilos gigantes e inteligentes, o que é igualmente notável.” Ele termina Bom.

Esta pesquisa foi publicada em Registro anatômico.

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Seu corpo precisa de três formas de movimento todas as semanas

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Seu corpo precisa de três formas de movimento todas as semanas

Inscreva-se na série de boletins informativos Fitness, But Better da CNN. Nosso guia dividido em sete partes ajudará você a adotar uma rotina saudável, com apoio de especialistas.



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Caminhar ganhou a reputação de ser uma forma de exercício excelente e acessível, acessível a muitas pessoas, e dezenas de estudos mostram que essa atividade popular também traz inúmeros benefícios à saúde.

Dar pelo menos 2.300 passos por dia reduz o risco de morte por doenças cardiovasculares, segundo o jornal britânico “Daily Mail”. Um estudo É publicado na edição de 2023 do European Journal of Preventive Cardiology.

Além disso, exercícios com levantamento de peso, como caminhada, ajudam a prevenir a osteoporose, segundo noticiou o site “healthline”. Outro estudo Publicado na revista Nature Scientific Reports.

No entanto, alguns especialistas nas áreas de saúde e preparo físico enfatizam que, embora caminhar seja certamente bom para a saúde e o preparo físico, não é um exercício de alta qualidade. Uma dessas especialistas é Melissa Boyd, personal trainer certificada e treinadora da Tempo, plataforma online de treinamento pessoal. Boyd mora em São Francisco.

“Nossas vidas se tornaram tão ocupadas – nos movimentamos, ficamos sentados o dia todo e ficamos exaustos à noite – que mesmo uma curta caminhada faz você se sentir como se tivesse feito algo grande e apressado”, disse Boyd. “Mas caminhar é, na verdade, um movimento essencial que seu corpo precisa para funcionar bem e para ajudar em coisas como circulação e digestão, além de aliviar o estresse.”

Para ajudar seus clientes a entender melhor por que caminhar diariamente não lhe dará um corpo de praia – no qual muitos deles acreditam, graças a muitos influenciadores das redes sociais – e discute os três tipos de movimento que são benéficos para a saúde e a boa forma em geral.

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O primeiro é o movimento que seu corpo necessita ou necessita todos os dias, como caminhar, alongar-se e curvar-se. Em segundo lugar, o movimento desportivo, que pode praticar várias vezes por semana para melhorar a sua condição física ou treinar para praticar algum desporto. Terceiro, um movimento social que você faz para se divertir ou para se conectar com outras pessoas, como dançar ou jogar vôlei.

“É importante pensar no movimento nessas diferentes categorias porque não se movimentar o dia todo se tornou normal”, disse Boyd. “Nossas vidas são muito sedentárias e muitos de nós tentamos sair dos déficits de movimento. Mas o exercício é diferente do movimento físico.

Caminhar é ótimo, mas é apenas uma forma de movimento unidirecional, e nossos corpos precisam de mais para estar funcionalmente aptos, disse o Dr. Carl Serino, cirurgião de medicina esportiva do HSS Orthopedics da Stamford Health em Connecticut.

As pessoas usam os músculos e tendões do corpo para ajudar em todas as flexões, torções e giros que fazem no dia a dia, por isso precisam ser trabalhados e alongados em muitas direções diferentes, disse Serino. Ele disse que ioga e Pilates são atividades muito eficazes e saudáveis ​​nesse sentido.

“O alongamento também é muito fácil e é algo que você pode fazer ao acordar e antes de dormir”, disse Serino.

Ter músculos soltos e flexíveis também significa que você terá mais equilíbrio e estabilidade, o que ajuda a prevenir quedas e lesões em todas as atividades físicas, disse ele. Também é uma boa ideia aumentar a frequência cardíaca algumas vezes por semana para a saúde cardiovascular.

O ideal é criar um plano que inclua movimentos diários de “valor”, como caminhada e alongamento, com algum trabalho cardiovascular, treinamento de força e atividade social ao longo da semana, disseram os dois. No entanto, isso pode parecer opressor para muitos.

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Dividir todos esses movimentos diferentes em lanches de treino é uma maneira de inserir os movimentos que seu corpo precisa, disse Boyd.

“Talvez consiga uma plataforma para caminhar e faça algumas de suas reuniões enquanto caminha lentamente na plataforma”, disse ela. “Talvez toda vez que você for ao banheiro faça 20 agachamentos, ou toda vez que pegar água, faça 10 flexões de parede. Se você conectar esses lanches de exercícios a outra coisa que já faz, poderá criar um hábito. ” “Tive grande sucesso com isso.”

Boyd também incentiva seus clientes a encontrar uma forma de movimento que gostem e que não pareça exercício, como jogar kickball ou pickleball. Dessa forma, você se divertirá e será sociável enquanto fica em forma.

Sereno concorda. “Vemos crianças aqui na medicina esportiva cujos pais querem que joguem beisebol, mas eles não querem”, disse ele. “É a mesma coisa com os exercícios. Você precisa encontrar algo interessante e fácil – talvez uma atividade que seus amigos estejam fazendo – e usar isso como base para construir bons hábitos.

Comece devagar e construa a partir daí

Boyd disse que repensar os exercícios como os movimentos regulares que seu corpo precisa para funcionar, se exercitar e socializar também pode ser uma forma de se dar permissão para reservar tempo para se exercitar.

Também é útil ter em mente que a criação de um plano de exercícios não requer uma grande mudança imediata em seu estilo de vida. Na verdade, é melhor começar lentamente com pequenos e novos segmentos de movimento.

“O que geralmente vejo é que as pessoas gostam da maneira como isso as faz sentir”, disse Boyd. “Então, quanto mais fortes ficam, mais querem se mover. Movimento inspira movimento.”

Melanie Radziecki McManus Escritor freelance especializado em caminhadas, viagens e fitness.

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Explorando o “desequilíbrio cósmico” na gravidade

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Explorando o “desequilíbrio cósmico” na gravidade

Os investigadores estão a propor uma modificação à teoria da relatividade geral de Einstein, sugerindo uma “falha cósmica” que torna a gravidade ligeiramente mais fraca ao longo de vastas distâncias cósmicas. Esta modificação pode ajudar a explicar alguns fenómenos não explicados no universo. Crédito: SciTechDaily.com

Estamos um passo mais perto de compreender os mistérios nos confins do universo.

Um grupo de pesquisadores em Universidade de Waterloo A Universidade da Colúmbia Britânica descobriu um possível “desequilíbrio cósmico” na gravidade do universo, o que explica o seu estranho comportamento a nível cósmico.

Nos últimos 100 anos, os físicos confiaram na teoria da “relatividade geral” de Albert Einstein para explicar como a gravidade funciona em todo o universo. A relatividade geral, comprovada por inúmeros testes e observações, indica que a gravidade afeta não apenas três dimensões físicas, mas também uma quarta dimensão: o tempo.

“Este modelo de gravidade tem sido essencial para tudo, desde endoscopia a grande explosão Robin Wynn, autor principal do projeto, recém-formado em física matemática em Waterloo, disse:

Desafios em escala global

“Mas quando tentamos compreender a gravidade no nível cósmico, no nível dos aglomerados de galáxias e além, encontramos contradições claras com as previsões da relatividade geral. É como se a própria gravidade tivesse parado completamente de corresponder à teoria de Einstein. Chamamos isso de contradição. uma 'falha cosmológica'.” “A gravidade se torna cerca de 1% mais fraca ao lidar com distâncias de bilhões de anos-luz.”

Durante mais de vinte anos, físicos e astrónomos têm tentado criar um modelo matemático que explique as aparentes contradições na teoria da relatividade geral. Muitos destes esforços foram empreendidos em Waterloo, que tem uma longa história de investigação gravitacional de ponta resultante da colaboração interdisciplinar contínua entre matemáticos aplicados e astrofísicos.

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Contexto histórico e esforços de pesquisa

“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo está a expandir-se”, disse Niayesh Afshordi, professor de astrofísica na Universidade de Waterloo e investigador do Instituto Perimeter.

“Quanto mais distantes as galáxias estão, mais rápido elas se movem, até o ponto em que parecem estar se movendo quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein. Nossas descobertas sugerem que a teoria de Einstein, nessas mesmas escalas, também pode. ser inadequado.”

Modificando a teoria de Einstein

O novo modelo de “falha cosmológica” da equipe de pesquisa modifica e amplia as fórmulas matemáticas de Einstein de uma forma que resolve a inconsistência de algumas medições cosmológicas sem afetar os usos bem-sucedidos existentes da relatividade geral.

“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen. “Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

“Este novo modelo pode ser apenas a primeira prova do quebra-cabeça cósmico que estamos começando a desvendar no espaço e no tempo”, disse Afshordi.

O estudo, intitulado “Uma falha de gravidade universal”, aparece em Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.

Referência: “Cosmic Gravity Glitch” por Robin Y. Wen, Lucas T. Herget, Niayesh Afshordi e Douglas Scott, 20 de março de 2024, Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas.
doi: 10.1088/1475-7516/2024/03/045

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