Τετάρτη, 14 Σεπτεμβρίου 2016

Stephen Hawking: Είναι οι μαύρες τρύπες «άτριχες»; Professor Stephen Hawking: Do black holes have no hair?

O John Wheeler εσήγαγε τον όρο “μαύρη τρύπα” αντικαθιστώντας την προηγούμενη «παγωμένο άστρο» και η ονομασία αυτή γνώρισε γρήγορα μεγάλη επιτυχία. Αλλά οι Γάλλοι, όντας Γάλλοι, διέκριναν στον όρο μια σκανδαλιστική σημασία. Για πολλά χρόνια αντιστέκονταν στην ονομασία “trous noir”, ισχυριζόμενοι πως είναι άσεμνη. Η προσπάθειά τους έμοιαζε λίγο με την προσπάθεια εξάλειψης νεολογισμών αγγλικής προέλευσης (Franglais), όπως το le weekend. Τελικά αναγκάστηκαν να ενδώσουν. Ένας εξωτερικός παρατηρητής δεν μπορεί να διακρίνει τι βρίσκεται στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας. Μπορείτε να πετάξετε οτιδήποτε μέσα της τηλεοράσεις, δακτυλίδια με διαμαντόπετρες ή ακόμη και τους χειρότερους εχθρούς σας. Τα μόνα που θα “συγκρατήσει στη μνήμη της” η μαύρη τρύπα θα είναι η συνολική μάζα, η στροφορμή και το ηλεκτρικό φορτίο. Ο John Wheeler πάλι εξέφρασε αυτή την αρχή της εξάλειψης των ιχνών με την εύγλωττο αστεϊσμό: “οι μαύρες τρύπες δεν έχουν τρίχες” – δεν αφήνουν πίσω τους ίχνη. Κατά τους Γάλλους, αυτό απλώς επιβεβαίωνε τις υποψίες τους. Από αυτή τη ρήση του Wheeler είναι εμπνευσμένος ο τίτλος της πρώτης διάλεξης του Hawking.

Tο BBC Radio 4 κάθε χρόνο καλεί έναν επιστήμονα για να μιλήσει σχετικά με την έρευνά του στο πλαίσιο των «Διαλέξεων Reith». Στις διαλέξεις Reith του 2016, προσκεκλημένος ομιλητής ήταν ο Stephen Hawking, που έδωσε δυο διαλέξεις.

Η πρώτη από αυτές δόθηκε στις 26 Ιανουαρίου 2016, με τίτλο: Είναι οι μαύρες τρύπες “άτριχες”; Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ (τα σχόλια – σημειώνονται με τα αρχικά DS – είναι του αρχισυντάκτη του BBC David Shukman).

Η ίδια διάλεξη του Hawking ακούγεται και στο βίντεο που ακολουθεί, ενώ ο καλλιτέχνης Andrew Park σχεδιάζει στον μαυροπίνακα τα σημεία – κλειδιά της διάλεξης:


Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε

Στο τέλος της πρώτης διάλεξής του ο Hawking αναφέρεται στην σύνδεση, που πρώτος έκανε ο Jacob Bekenstein, της εντροπίας μιας μαύρης τρύπας με το εμβαδόν του ορίζοντα των γεγονότων της, λέγοντας πως αν ισχύει κάτι τέτοιο τότε θα έπρεπε να έχει και πεπερασμένη θερμοκρασία. Αυτό όμως θα σήμαινε ότι μια μαύρη τρύπα θα μπορούσε να βρίσκεται σε ισορροπία όσον αφορά τη θερμική ακτινοβολία, σε κάποια θερμοκρασία διαφορετική του απολύτου μηδενός. Αλλά μια μαύρη τρύπα εξ’ ορισμού ενώ απορροφά κάθε τι που πέφτει μέσα της, είναι αδύνατον εκπέμψει οτιδήποτε στο περιβάλλον, ούτε θερμότητα. Κι αυτό το παράδοξο εξηγεί ο Hawking στη δεύτερη διάλεξη.

Professor Hawking examines scientific thinking about black holes and challenges the idea that all matter and information is destroyed irretrievably within them. He explains his own hypothesis that black holes may emit a form of radiation, now known as Hawking Radiation. He discusses the search for mini black holes, and he advances a theory that information may remain stored within black holes in a scrambled.

Η δεύτερη διάλεξη του Hawking δόθηκε στις 2 Φεβρουαρίου του 2016 και είχε ως τίτλο: «Οι μαύρες τρύπες δεν είναι τόσο μαύρες όσο τις ζωγραφίζουμε». Μπορείτε να διαβάσετε την εν λόγω διάλεξη πατώντας ΕΔΩ.

Για όποιον επιθυμεί να διαβάσει τις μικρές αυτές διαλέξεις του Hawking στα ελληνικά υπάρχει λύση: θα τις βρει στο μικρό βιβλιαράκι που κυκλοφόρησε το καλοκαίρι από τις εκδόσεις κάτοπτρο με τίτλο: “Stephen Hawking, ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ, Οι διαλέξεις Reith του BBC”.



Πώς ένας αρχαίος ιός καθόρισε άνδρες και γυναίκες. Placenta in females, muscle mass in males: Dual heritage of a virus

Νέα μελέτη επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, οδηγώντας παράλληλα στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. It was already known that genes inherited from ancient retroviruses are essential to the placenta in mammals. Scientists have now revealed a new chapter in this astonishing story: these genes of viral origin may also be responsible for the more developed muscle mass seen in males. Cross section of mouse muscle (in blue: labeling of nuclei; in green: labeling of muscle fiber membranes). Normal male mice display larger muscle fibers than those seen in mutant, syncytin knock-out mice. Credit: François Redelsperger

Γονίδια αρχαίων ιών που ενσωματώθηκαν στο ανθρώπινο γονιδίωμα πριν από εκατομμύρια χρόνια όχι μόνο δεν επιβαρύνουν την υγεία αλλά είναι πλέον απαραίτητα για τη ζωή: τα ίδια γονίδια αρχαίων ιώσεων ευθύνονται για την ανάπτυξη του πλακούντα στις γυναίκες αλλά και την αυξημένη μυϊκή μάζα των ανδρών, υποδεικνύει νέα μελέτη.

Οι βιολόγοι γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι τα γονιδιώματα πολλών οργανισμών, ανάμεσά τους και ο άνθρωπος, περιλαμβάνουν αλληλουχίες που ενσωματώθηκαν στο γονιδίωμα λόγω μόλυνσης από αρχαίους «ρετροϊούς» - ιούς που χρησιμοποιούν ως γενετικό υλικό μόρια RNA αντί για DNA.

Αφού μολύνουν τα κύτταρα, οι ιοί αυτοί αντιγράφουν τις γενετικές πληροφορίες τους σε μόρια DNA, τα οποία στη συνέχεια ενσωματώνονται στα κύτταρα του ξενιστή, πολλές φορές για πάντα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τέτοιου ρετροϊού είναι ο HIV, του οποίου η εκρίζωση είναι δύσκολη ακριβώς επειδή το γενετικό υλικό του έχει γίνει αναπόσπαστο μέρος των κυττάρων του ασθενή.

Από εξελικτική άποψη, πάντως, μεγαλύτερη σημασία έχουν οι ρετροϊοί που μολύνουν κατά τύχη κύτταρα του αναπαραγωγικού συστήματος, οπότε κληροδοτούνται στις επόμενες γενιές. Σε αυτή την περίπτωση, ο ενσωματωμένος ιός ονομάζεται «ενδογενής».

Περίπου το 8% του γονιδιώματος του ανθρώπου και άλλων θηλαστικών αντιστοιχεί σε κατάλοιπα αρχαίων ιών. Τα περισσότερα από αυτά τα ξένα γονίδια παραμένουν αδρανή, άλλα όμως συνεχίζουν να λειτουργούν μέχρι και σήμερα παράγοντας πρωτεΐνες.

Ο συνδετικός κρίκος

Το 2000, αμερικανοί ερευνητές αποκάλυψαν ότι για τον σχηματισμό του πλακούντα είναι απαραίτητη η πρωτεΐνη η συγκυτίνη, η οποία έχει ιογενή προέλευση και υπάρχει σήμερα σε όλα τα θηλαστικά.

Τώρα, μια νέα διεθνής μελέτη καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η συγκυτίνη ευθύνεται και για την αυξημένη μυϊκή μάζα των αρσενικών ποντικών - μια αναπάντεχη, δεύτερη δράση της αρχαίας ίωσης.

Αρσενικά ποντίκια που είχαν τροποποιηθεί γενετικά ώστε να μην παράγουν συγκυτίνη είχαν 20% μικρότερες μυϊκές ίνες και 20% λιγότερους κυτταρικούς πυρήνες σε σχέση με τα κανονικά ποντίκια, αναφέρει η διεθνής ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «PLoS Genetics».

Το ερώτημα που προκύπτει είναι πώς η συγκυτίνη επιτελεί αυτές τις εντελώς διαφορετικές λειτουργίες σε αρσενικά και θηλυκά άτομα.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι οι αρχαίοι ιοί χρησιμοποιούσαν τη συγκυτίνη για να συγχωνευτούν με την εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου-στόχου. Και όπως φαίνεται, η συγκυτίνη στα θηλαστικά επιτελεί περίπου την ίδια λειτουργία: το εξωτερικό στρώμα του πλακούντα αποτελείται από πολλά κύτταρα που έχουν συντηχθεί σε ένα, ενώ οι μυϊκές ίνες επίσης προκύπτουν από πολλά επιμέρους κύτταρα που ενώνονται σε ένα μεγαλύτερο.

Η μελέτη αφενός επιβεβαιώνει το ρόλο τον ενδογενών ρετροϊών στην ανθρώπινη εξέλιξη, αφετέρου θα μπορούσε να οδηγήσει τελικά και στην επίλυση ενός μεγάλου βιολογικού μυστηρίου. Όπως λένε οι ερευνητές, αν ο ρόλος της συγκυτίνης επιβεβαιωθεί και σε άλλα θηλαστικά, η αρχαία αυτή πρωτεΐνη θα εξηγούσε γιατί τα αρσενικά άτομα σε πολλά είδη θηλαστικών είναι πιο μυώδη από τα θηλυκά, κάτι που δεν παρατηρείται συχνά στα ζώα που γεννούν αβγά.

Πηγή: François Redelsperger, Najat Raddi, Agathe Bacquin, Cécile Vernochet, Virginie Mariot, Vincent Gache, Nicolas Blanchard-Gutton, Stéphanie Charrin, Laurent Tiret, Julie Dumonceaux, Anne Dupressoir, Thierry Heidmann. Genetic Evidence That Captured Retroviral Envelope syncytins Contribute to Myoblast Fusion and Muscle Sexual Dimorphism in MicePLOS Genetics, 2016; 12 (9): e1006289 DOI: 10.1371/journal.pgen.1006289