O γαλαξίας «καθρέφτης» της Μεγάλης Έκρηξης. Small blue galaxy could shed new light on Big Bang

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble κατέγραψε εικόνες του Μικρού Λέοντα, του μικρού γαλαξία μπλε απόχρωσης που διαθέτει συνθήκες παρόμοιες με εκείνες του νεογέννητου Σύμπαντος. A faint blue galaxy nicknamed Leoncino, or 'little lion,' about 30 million light-years from Earth and located in the constellation Leo Minor has been identified by astronomers as possessing qualities that could shed new light on conditions at the birth of the universe. An image of the galaxy AGC 198691 (nicknamed Leoncino, or "little lion") taken by the Hubble Space Telescope. Credit: Photo by NASA; A. Hirschauer & J. Salzer, Indiana University; J. Cannon, Macalester College; and K. McQuinn, University of Texas

Ένας γαλαξίας σε απόσταση περίπου 30 εκ. ετών φωτός όπως φαίνεται έχει σύσταση και συνθήκες παρόμοιες με εκείνες που επικρατούσαν στο νεογέννητο Σύμπαν. Οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι η μελέτη του θα προσφέρει νέα δεδομένα για τη δημιουργία και εξέλιξη του Σύμπαντος.

Η ανακάλυψη

This is John J. Salzer. Credit: Indiana University

Ομάδα ερευνητών στις ΗΠΑ παρατήρησε τον γαλαξία AGC 1986691 που οι επιστήμονες έχουν ονομάσει «Μικρό Λέοντα». Πρόκειται για ένα πολύ μικρό σε έκταση και αριθμό άστρων γαλαξία. Εχει μπλε απόχρωση αλλά μικρή φωτεινότητα. Όπως διαπίστωσαν οι ερευνητές ο γαλαξίας αυτός έχει πολύ χαμηλά επίπεδα βαρέων και μεταλλικών χημικών στοιχείων κάτι που συνέβαινε και στο πρώιμο Σύμπαν.

Η πρώτη γενιά άστρων δεν διέθετε υψηλά επίπεδα βαρέων και μεταλλικών στοιχείων αλλά αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο, ήλιο και λίθιο. Τα άστρα αυτά έκαιγαν γρήγορα τα καύσιμα τους και καταστρέφονταν σε εκρήξεις σουπερνόβα διασκορπίζοντας τα βαρέα και μεταλλικά στοιχεία τους τα οποία ενσωματώνονταν στη συνέχεια στην επόμενη γενιά άστρων σε μια διαδικασία η οποία προοδευτικά προκάλεσε την αύξηση των επιπέδων βαρέων και μεταλλικών στοιχείων στο Σύμπαν.

«Πρόκειται για τον φτωχότερο σε βαρέα και μεταλλικά γαλαξία που γνωρίζουμε. Η ανακάλυψη του θα βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τις συνθήκες που επικρατούσαν στο νεογέννητο Σύμπαν και να προσομοιώσουμε τις συνθήκες της Μεγάλης Έκρηξης» αναφέρει ο Τζον Σάλτζερ καθηγητής αστρονομίας του Πανεπιστημίου της Ιντιάνα και μέλος της ερευνητικής ομάδας. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Astrophysical Journal».

Πηγή: Alec S. Hirschauer, John J. Salzer, Evan D. Skillman, Danielle Berg, Kristen B. W. McQuinn, John M. Cannon, Alex J. R. Gordon, Martha P. Haynes, Riccardo Giovanelli, Elizabeth A. K. Adams, Steven Janowiecki, Katherine L. Rhode, Richard W. Pogge, Kevin V. Croxall, Erik Aver.ALFALFA DISCOVERY OF THE MOST METAL-POOR GAS-RICH GALAXY KNOWN: AGC 198691. The Astrophysical Journal, 2016; 822 (2): 108 DOI: 10.3847/0004-637X/822/2/108

Σρινιβάσα Ραμανουτζάν, ο αυτοδίδακτος. Srinivasa Ramanujan, the self-taught

Srinivasa Ramanujan was an Indian mathematician and autodidact who, with almost no formal training in pure mathematics, made extraordinary contributions to mathematical analysis, number theory, infinite series, and continued fractions. Living in India with no access to the larger mathematical community, which was centred in Europe at the time, Ramanujan developed his own mathematical research in isolation. As a result, he rediscovered known theorems in addition to producing new work. Ramanujan was said to be a natural genius by the English mathematician G. H. Hardy, in the same league as mathematicians such as Euler and Gauss. Credit: Unknown photographer, Public Domain, via Wikimedia Commons

Στις αρχές του 20ού αιώνα, στην περιοχή Τσενάι μπορούσε κάποιος να δει έναν νεαρό λογιστή να τρέχει στους δρόμους της πόλης Μαντράς.

Λίγα χρόνια αργότερα -και συγκεκριμένα το 1914- ο άνδρας αυτός -που έφερε το όνομα Σρινιβάσα Ραμανουτζάν- θα επιβιβαζόταν σε ένα πλοίο και θα έκανε ένα μακρύ ταξίδι μέχρι την Αγγλία, όπου υπήρξε καλεσμένος του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ της Αγγλίας και του καθηγητή Χάρντι.

Επιστρέφοντας στην Ινδία το 1919 ήταν άρρωστος και αδύναμος. Πέθανε το 1920, σε ηλικία 32 ετών, έχοντας προλάβει πρώτα να προκαλέσει επανάσταση στα μαθηματικά.

CREDIT: KEN ONO

Ο Ραμανουτζάν δεν είχε λάβει επίσημη εκπαίδευση στα μαθηματικά. Παρ' όλα αυτά, στη διάρκεια της σύντομης ζωής του κατάφερε να αναπτύξει 3.900 θεωρήματα και τύπους που έγραφε σε σημειωματάρια και κόλλες χαρτιού, τα οποία μέχρι και σήμερα χρησιμοποιούνται στον κόσμο των μαθηματικών.

Έχοντας κάποιες βασικές γνώσεις μαθηματικών από την ηλικία των 12 ετών, ο Ραμανουτζάν διδάχθηκε ανώτερα μαθηματικά από το βιβλίο «A Synopsis of Elementary Results in Pure Mathematics», βιβλίο που τον επηρέασε βαθύτατα.

Συνήθιζε, μάλιστα, να προκαλεί τους καθηγητές του. Ο συγγραφέας Ρόμπερτ Κάνιγκελ, στο έργο του οποίου βασίζεται η ταινία «Ο Άνδρας που Γνώριζε το Άπειρο» που αφηγείται την ιστορία της ζωής του Ραμανουτζάν, γράφει: «Μια μέρα, ο δάσκαλος των μαθηματικών είπε ότι κάθε αριθμός που διαιρείται από τον εαυτό του έχει αποτέλεσμα 1: μοιράστε τρία φρούτα σε τρεις ανθρώπους, είπε, ο καθένας θα πάρει ένα. Ο Ραμανουτζάν σηκώθηκε: Αλλά το μηδέν που διαιρείται από το μηδέν είναι και αυτό 1; Εάν κανένα φρούτο δεν μοιραστεί σε κανέναν, θα πάρει ο καθένας πάλι από ένα;»

Εγγράφεται στο κολέγιο, αλλά αποτυγχάνει στις εξετάσεις του -στα αγγλικά και τα σανσκριτικά, αλλά όχι στα μαθηματικά όπως πολλοί πίστευαν για αρκετά χρόνια- πριν ξεκινήσει να εργάζεται ως δημόσιος υπάλληλος.

Το 1909 παντρεύεται την Τζανάκι Αμάλ, η οποία την ημέρα του γάμου της ήταν μόλις εννέα ετών -ο Ραμανουτζάν ήταν 22. Το ζευγάρι έμεινε μαζί τρία χρόνια αργότερα, καθώς η Τζανάκι έπρεπε να μπει στην εφηβεία. Όλες οι πληροφορίες μιλούν για προβλήματα στον γάμο τους. Εκείνη ήταν ένα παιδί, ενώ φαινόταν να μην ενδιαφέρεται για τα μαθηματικά που κατανάλωναν όλο τον χρόνο του Ραμανουτζάν.

Στα 17 του είχε ξεκινήσει την δική του έρευνα. Εργαζόταν ως δημόσιος υπάλληλος για να βγάζει τα προς το ζην, ενώ παράλληλα συνέχιζε την δουλειά του.

Από το 1913, ξεκίνησε να στέλνει δείγματα της δουλειάς του σε τρεις ακαδημαϊκούς του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ. Ένας από αυτούς, ο Τζ.Χ.Χάρντι, αναγνωρίζοντας την πρωτοποριακή του σκέψη, τον κάλεσε να εγκατασταθεί στο Κέιμπριτζ και να συνεργαστούν. Η πρώτη του επιστολή περιελάμβανε περίπου 120 θεωρήματα. Δεν έλαβε απάντηση και έστειλε δεύτερη επιστολή. Ο Χάρντι φρόντισε να τον πάρουν στο Πανεπιστήμιο του Μαντράς και η κατάσταση για τον φτωχό Ραμανουτζάν βελτιώθηκε.

Χάρντι και Ραμανουτζάν. Από την ταινία: «Ο Άνθρωπος που Γνώριζε το Άπειρο».

Σύμφωνα με τον S. P. Snow η ανακάλυψη του Ραμανουτζάν από τον μεγάλο μαθηματικό Χάρντι (G. H. Hardy) ήταν «το ένα και μόνο ρομαντικό περιστατικό της ζωής του. … Ένα πρωινό στις αρχές του 1913, βρήκε μαζί με την υπόλοιπη πρωινή του αλληλογραφία, έναν μεγάλο ακατάστατο φάκελο που είχε πάνω του Ινδικό γραμματόσημο. Όταν τον άνοιξε, βρήκε σελίδες κακής ποιότητας χαρτιού στις οποίες ήταν γραμμένα, με άτσαλο γραφικό χαρακτήρα, σειρές επί σειρές συμβόλων».

Η επιστολή ξεκινούσε ως εξής:

«Αγαπητέ κύριε,

Eπιτρέψτε μου να σας συστηθώ: είμαι υπάλληλος στο Τμήμα Λογαριασμών στα Γραφεία του Πορτ Τραστ στο Μαντράς με ένα μισθό μόλις 20 λίρες το χρόνο. Είμαι περίπου 23 ετών. Δεν έχω λάβει πανεπιστημιακή μόρφωση αλλά έχω ολοκληρώσει τη στοιχειώδη εκπαίδευση. Αφού τέλειωσα το σχολείο, αφιέρωσα τον ελεύθερο χρόνο μου στη μελέτη των μαθηματικών. Δεν ακολούθησα τη συμβατική οδό του πανεπιστημίου και των συνήθων προγραμμάτων σπουδών, αλλά χάραξα ένα νέο μονοπάτι για τον εαυτό μου. Οι μαθηματικοί εδώ χαρακτηρίζουν τα αποτελέσματα από ειδική έρευνα που έχω διεξαγάγει στις αποκλίνουσες σειρές εν γένει με τον όρο «εκπληκτικά». Θα σας ήμουν ευγνώμων αν ρίχνατε μια ματιά στις επισυναπτόμενες εργασίες. Καθότι δεν έχω πόρους, θα επιθυμούσα να δημοσιευτούν τα θεωρήματά μου, αν βρείτε κάτι αξιόλογο σε αυτά. Δεν παραθέτω βήμα – βήμα τη συλλογιστική που ακολούθησα, ούτε τις επιμέρους εκφράσεις, αλλά υποδεικνύω τις γενικές γραμμές της όλης πορείας. Καθότι άπειρος, θα θεωρούσα ανεκτίμητη οποιαδήποτε συμβουλή μου παρείχατε. Παρακαλώ θερμά μα με συγχωρήσετε για την ενόχληση που σας προκάλεσα.

μετά τιμής

Σ. Ραμανουτζάν»

Γκόντφεϊ Χάρολντ Χάρντι, σημαντικός Άγγλος μαθηματικός, γνωστός για την συμβολή του στην θεωρία αριθμών και την μαθηματική ανάλυση.

Ο Hardy έριξε μια γρήγορη ματιά στη χειρόγραφη επιστολή, γραμμένη σε χείριστα Αγγλικά, χωρίς ενθουσιασμό. Ήταν την εποχή εκείνη, στην ηλικία των τριάντα έξι ετών, παγκοσμίου φήμης μαθηματικός. Οι παγκοσμίου φήμης μαθηματικοί, όπως είχε ήδη ανακαλύψει, βρισκόντουσαν συχνά στο έλεος περιθωριακών ατόμων. Είχε συνηθίσει να λαμβάνει χειρόγραφα από αγνώστους, που αποδείκνυαν την προφητική σοφία της Μεγάλης Πυραμίδας, τις αποκαλύψεις των Σοφών της Σιών, ή τα κρυπτογράμματα που είχε παρεμβάλλει ο Bacon στα έργα του υποτιθέμενου Σαίξπηρ.

Το χειρόγραφο έμοιαζε να περιέχει θεωρήματα, τα περισσότερα από τα οποία ήσαν τερατώδη ή εξωτικά, κανα-δυο ήδη πολύ γνωστά, διατυπωμένα ως πρωτότυπα. Δεν υπήρχαν καθόλου αποδείξεις. Ο Χάρντι  όχι μόνο δεν θέλησε να ασχοληθεί, αλλά και δυσανασχέτησε. Έμοιαζε με περίεργη φάρσα. Παραμέρισε το χειρόγραφο και συνέχισε την συνηθισμένη του καθημερινή ρουτίνα….

Όμως το χειρόγραφο του Ινδού, παρενοχλούσε την αταραξία του με τα έξαλλα θεωρήματά του. Θεωρήματα που δεν είχε ξαναδεί, ούτε καν φανταστεί.

Έτσι, το βράδυ ίδιας ημέρας, με τον στενό συνεργάτη του Λίτλγουντ εξέτασαν λεπτομερώς το χειρόγραφο του Ραμανουτζάν. Αποτιμώντας τη δουλειά του Ραμανουτζάν, ο Χάρντι προέβη σε μια άτυπη διαίρεσή της σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: σε αποτελέσματα ήδη γνωστά ή που παράγονται εύκολα από ήδη γνωστά θεωρήματα· σε αποτελέσματα περίεργα, ίσως ακόμη και δυσνόητα, αλλά όχι τρομερά σημαντικά· και σε αποτελέσματα που το δίχως άλλο θα αποδεικνύονταν πραγματικά σπουδαία, αν συνοδεύονταν και από μια απόδειξή τους. Στο μυαλό του Χάρντι, ξεκάθαρα, η τρίτη αυτή κατηγορία βάραινε περισσότερο. Όχι όμως στο μυαλό του Ραμανουτζάν.

Την επόμενη μέρα ο Χάρντι μπήκε σε δράση. Αποφάσισε να φέρει τον Ραμάνουτζαν στην Αγγλία. Έτσι ξεκίνησε η πιο διάσημη συνεργασία στην ιστορία των μαθηματικών. Δεν υπάρχει ανάλογή της σε κανέναν επιστημονικό κλάδο. Μαζί παρήγαγαν σχεδόν εκατό δημοσιεύσεις πρωτότυπης έρευνας…

Ramanujan claimed the patterns in numbers were revealed to him by a Hindu goddess.

Το έργο του βασιζόταν περισσότερο στη διαίσθηση παρά στην εντατική εργασία και όταν κάποτε τον ρώτησαν για μία νέα εξίσωση που βρήκε, εκείνος απάντησε ότι ήταν η θεά Ναμαγκίρι εκείνη  που εμφανίστηκε στον ύπνο του και τον βοήθησε να λύσει το πρόβλημα.

Ο ίδιος και η οικογένειά του ήταν βαθιά προληπτικοί, σε σημείο που το ταξίδι στην Αγγλία παραλίγο να ματαιωθεί (επειδή θεωρούσαν κακή τύχη το να ταξιδέψεις στο εξωτερικό). Ωστόσο, μετά από ένα όνειρο που είδε η μητέρα του, αποφασίστηκε ότι ο Ραμανουτζάν θα ταξίδευε στο εξωτερικό.

'Raw genius' Ramanujan at Cambridge (centre).

Τα χρόνια στο Κέιμπριτζ υπήρξαν ιδιαίτερα παραγωγικά, αλλά και δύσκολα, καθώς είχε να αντιμετωπίσει τον ρατσισμό και την προκατάληψη. Το λονδρέζικο κλίμα, ο Α' Παγκόσμιος Πόλεμος επιδείνωσαν την υγεία του Ινδού μαθηματικού, ο οποίος εισήχθη το 1917 με φυματίωση σε νοσοκομείο.

Έναν χρόνο αργότερα, εξελέγη εταίρος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου, ενώ έκανε μερικές από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις του. Ωστόσο, η υγεία του είχε επιδεινωθεί και περνούσε μεγάλο διάστημα σε σανατόρια.

Ο Χάρντι και ο Ραμανουτζάν ανέπτυξαν μια φιλική σχέση, ενώ υπάρχει και ένας αριθμός που την εκφράζει. Ο Χάρντι είπε κάποτε στον Ραμανουτζάν για το ταξί που τον μετέφερε, σημειώνοντας ότι είχε τον μάλλον πληκτικό αριθμό 1729. Ο Ινδός μαθηματικός απάντησε: «Δεν έχεις δίκιο, είναι ένας πολύ ενδιαφέρων αριθμός. Είναι ο μικρότερος ακέραιος αριθμός που μπορεί να εκφραστεί σαν άθροισμα δυο κύβων, με δυο διαφορετικούς τρόπους».

Η μαθηματική ιδιοφυΐα ανακάλυψε μάλιστα τύπους για τον υπολογισμό του πλήθους p(n), οι οποίοι χρησιμοποιούνται στην θεωρία των χορδών, ενώ συναρτήσεις του Ραμανουτζάν χρησιμοποιούνται στην κατανόηση του φαινομένου της μαύρης τρύπας.

Ο Ραμανουτζάν επέστρεψε στην Ινδία, όπου εργάστηκε συστηματικά για λίγο ακόμα πάνω στους μαθηματικούς τύπους, αλλά πέθανε το 1920, σε ηλικία μόλις 32 ετών.

Η ταινία «Ο Άνθρωπος που Γνώριζε το Άπειρο» καταγράφει την επαναστατική επιρροή μιας ακατέργαστης ιδιοφυΐας που έφερε την επανάσταση στο πεδίο των μαθηματικών, ξεπερνώντας τις αγκυλώσεις της άκαμπτης ακαδημαϊκής κοινότητας και αφήνοντας πίσω μια μυθική κληρονομιά, τα μυστικά της οποίας οι επιστήμονες πάσχιζαν να αποκρυπτογραφήσουν για τον επόμενο αιώνα… Σκηνοθεσία: Ματ Μπράουν. Ηθοποιοί: Ντεβ Πατέλ, Τζέρεμι Άιρονς, Στίβεν Φράι, Τόμπι Τζόουνς, Τζέρεμι Νόρθαμ.

Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά για τον κορυφαίο Ινδό μαθηματικό θα βρείτε στην ομιλία του μαθηματικού και συγγραφέα Τεύκρου Μιχαηλίδη που πραγματοποιήθηκε από την ομάδα ΘΑΛΗΣ + ΦΙΛΟΙ, με αφορμή την κυκλοφορία της ταινίας «Ο Άνθρωπος που Γνώριζε το Άπειρο» ΕΔΩ: https://vimeo.com/166651134

Πηγές:

1. ΡΑΜΑΝΟΥΤΖΑΝ, Ο Ινδός Μαθηματικός, Robert Kanigel, εκδόσεις Τραυλός
2. Η απολογία ενός μαθηματικού, G. H. Hardy, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης.

Γιγάντιος αστεροειδής άλλαξε την εξέλιξη της Γης. Remains Of Giant Asteroid That Collided With Ancient Earth Discovered In Australia

Η σύσταση, η μορφολογία και άλλες γεωατμοσφαιρικές συνθήκες της Γης επηρεάζονταν κάθε φορά που ένας γιγάντιος αστεροειδής έπεφτε στον πλανήτη. Scientists have found evidence of a huge asteroid that struck the Earth early in its life with an impact larger than anything humans have experienced. (Photo: Getty Images)

Ερευνητές στην Αυστραλία βρήκαν ενδείξεις στη βορειοδυτική Αυστραλία για έναν τεράστιο αστεροειδή διαμέτρου 20 έως 30 χιλιομέτρων, ο οποίος, όπως εκτιμούν, έπεσε στη Γη πριν από περίπου 3.46 δισεκατομμύρια χρόνια και θα άνοιξε έναν κρατήρα εκατοντάδων χιλιομέτρων. Πρόκειται για ένα από τους μεγαλύτερους και αρχαιότερους αστεροειδείς που γνωρίζουμε να έχουν πέσει στη Γη. Γνωρίζουμε μόλις ένα αστεροειδή που να έχει πέσει στη Γη πριν από αυτόν που εντοπίστηκε τώρα. Η πτώση προκάλεσε τρομερές καταστροφές που οι ειδικοί εκτιμούν ότι άλλαξε την εξέλιξη της Γης που βρισκόταν τότε σε πολύ νεαρή ηλικία.

Τα ιζήματα

Marble Bar sediments, a microcrystalline silicone-rich chert. Credit: A. Glikson

Ο δρ. Άντριου Γκλίκσον του Αυστραλιανού Εθνικού Πανεπιστημίου και ο δρ. Άρθουρ Χίκμαν της Γεωλογικής Υπηρεσίας της Δυτικής Αυστραλίας ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν σε ιζήματα του βυθού μικροσκοπικά σφαιρίδια υάλου, τα οποία σχηματίσθηκαν από την κατακλυσμιαία πρόσκρουση.

«Η πτώση θα πυροδότησε σεισμούς πολύ μεγαλύτερους από τους σημερινούς, θα προκάλεσε πελώρια τσουνάμι και θα έκανε βουνοπλαγιές να καταρρεύσουν. Τα υλικά από την πρόσκρουση θα εξαπλώθηκαν σε όλη τη Γη, όπως αυτά που βρέθηκαν στο βυθό», δήλωσε ο Γκλίκσον. Η ακριβής τοποθεσία πρόσκρουσης του γιγάντιου αστεροειδούς παραμένει ακόμη άγνωστη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν θα είναι εύκολο να εντοπισθεί, επειδή στο μεταξύ η έντονη ηφαιστειακή και τεκτονική δραστηριότητα θα έχει σβήσει τον κρατήρα.

Τα σφαιρίδια

A team of researchers from Australian National University (ANU) has discovered evidence of a massive asteroid that collided with the Earth in its early life in the form of tiny glass beads called spherules. These spherules were discovered in northwestern Australia and created through the vaporization of material from the impact, which was larger than anything humans have ever experienced. Tiny impact spherules. Credit: Journal of Precambrian Research

Τα ίχνη πρόσκρουσης με την μορφή σφαιριδίων βρέθηκαν σε γεώτρηση σε ένα από τα αρχαιότερα ιζηματογενή πετρώματα στη Γη. Το εν λόγω γεωλογικό στρώμα έχει διατηρηθεί ανάμεσα σε δύο ηφαιστειακά στρώματα και είναι δυνατή η ακριβής χρονολόγησή του προ 3,46 δισ. ετών.

Οι αναλύσεις των σφαιριδίων υάλου έδειξαν την ύπαρξη πλατίνας, νικελίου, χρωμίου και άλλων χημικών στοιχείων αντρίστοιχων αυτών που έχουν βρεθεί σε αστεροειδείς. Όπως είπε ο Γκλίκσον, πιθανότατα έχουν υπάρξει πολλές περισσότερες προσκρούσεις αστεροειδών για τις οποίες δεν έχουν ανακαλυφθεί ίχνη έως τώρα - ή δεν θα βρεθούν ποτέ.

«Αυτή είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου», όπως είπε. «Έχουμε βρει στοιχεία μόνο για 17 προσκρούσεις παλαιότερες των 2,5 δισεκατομμυρίων ετών, αλλά πρέπει να υπήρξαν εκατοντάδες. Τα χτυπήματα αυτά θα επέδρασαν καθοριστικά στον τρόπο που η Γη εξελίχθηκε» ανέφερε ο Γκλίκσον. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Precambrian Research».

Ρομπότ-οριγκάμι καθαρίζει το στομάχι! Ingestible origami robot

Μπορεί να αφαιρεί ό,τι επικίνδυνο βρίσκεται στον οργανισμό μας. Robot unfolds from ingestible capsule, removes button battery stuck to wall of simulated stomach. “It’s really exciting to see our small origami robots doing something with potential important applications to healthcare,” Daniela Rus says. Pictured, an example of a capsule and the unfolded origami device. Photo: Melanie Gonick/MIT

Ερευνητές από τις ΗΠΑ, τη Βρετανία και την Ιαπωνία δημιούργησαν ένα μικροσκοπικό ρομπότ-οριγκάμι, το οποίο καταπίνεται διπλωμένο μέσα σε κάψουλα και είναι ικανό, αφού βγει από αυτήν και ξεδιπλωθεί μόνο του, να...κόβει βόλτες στο στομάχι. Σε πειράματα που έγιναν με ένα τεχνητό στομάχι, προσομοίωση του πραγματικού, το ρομπότ μπόρεσε να αφαιρέσει μια μικρή στρογγυλή μπαταρία που - υποτίθεται ότι - είχε καταπιεί κάποιος.

Εξυπνο και ικανό

The new robot consists of two layers of structural material sandwiching a material that shrinks when heated. A pattern of slits in the outer layers determines how the robot will fold when the middle layer contracts. Photo: Melanie Gonick/MIT

Ερευνητές, με επικεφαλής την καθηγήτρια Ντανιέλα Ρας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και διευθύντρια του Εργαστηρίου Επιστήμης Υπολογιστών & Τεχνητής Νοημοσύνης (CSAIL) του Πανεπιστημίου ΜΙΤ, έκαναν τη σχετική παρουσίαση σε διεθνές συνέδριο ρομποτικής και αυτοματισμού.

Δείτε ένα βίντεο για το εκπληκτικό ρομποτάκι. Researchers at MIT and elsewhere developed a tiny origami robot that can unfold itself from a swallowed capsule and, steered by external magnetic fields, crawl across the stomach wall to remove a swallowed button battery or patch a wound. Video: Melanie Gonick/MIT

Η κίνηση του ρομπότ καθοδηγείται από εξωτερικά μαγνητικά πεδία, ενώ το υλικό κατασκευής του είναι βιοσυμβατό. Το ρομποτάκι διπλώνεται μέσα στην κάψουλα (όπως η ιαπωνική τεχνική «οριγκάμι» για το δίπλωμα του χαρτιού) και, όταν αυτή διαλυθεί στο στομάχι, το μηχάνημα με δικές του δυνάμεις αποκτά το κανονικό σχήμα. Κάθε χρόνο σε όλο τον κόσμο πολλές χιλιάδες μπαταρίες και άλλα αντικείμενα καταλήγουν σε στομάχια μικρών και μεγάλων, από λάθος ή σκοπίμως.

Πηγή:  http://mitsha.re/zeUF300969v

Το RNA και η εμφάνιση ζωής στη Γη. ‘RNA world’ inches closer to explaining origins of life

«Ενισχύεται» η θεωρία του RNA για την εμφάνιση της ζωής στη Γη. Chemists believe they may have found how reactions on early Earth may have given rise to molecules vital for genetics and energy metabolism. Credit: Richard Bizley/Science Source

Η θεωρία που θέλει το RNA να ήταν το πρώτο βιολογικό μόριο που εμφανίστηκε στον πλανήτη δείχνει να ενισχύεται από τα αποτελέσματα πειράματος στη Γερμανία, το οποίο έδειξε ότι οι βασικοί δομικοί λίθοι αυτού του νουκλεϊκού οξέος παράγονται αυθόρμητα στις κατάλληλες συνθήκες.

Το RNA έχει την ιδιότητα να αντιγράφει τον εαυτό του, περίπου όπως το DNA, επιπλέον όμως έχει την ικανότητα να δρα ως καταλύτης για την επιτάχυνση χημικών αντιδράσεων. Λόγω αυτών των ασυνήθιστων ιδιοτήτων, αρκετοί βιολόγοι πιστεύουν σήμερα ότι η εμφάνιση του RNA ήταν το πρώτο βήμα της εξέλιξης της ζωής στον πλανήτη.

Στους σημερινούς οργανισμούς, το RNA παράγεται από πολύπλοκους κυτταρικούς μηχανισμούς με πολλά μοριακά εξαρτήματα. Αν όμως η θεωρία είναι σωστή, τα πρώτα μόρια RNA πρέπει να εμφανίστηκαν από πολύ απλούστερες διαδικασίες.

Το μόριο RNA αποτελείται από τέσσερα χημικά «γράμματα», τις βάσεις αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη (Φωτογραφία: CC BY-SA 3.0).

Το 2009, η ομάδα του βρετανού χημικού Τζον Σάδερλαντ έδειξε ότι μια σειρά χημικών αντιδράσεων που μπορεί να συνέβαιναν στη νεαρή Γη δίνουν τις βάσεις κυτοσίνη και ουρακίλη, δύο από τα τέσσερα χημικά «γράμματα» στο αλφάβητο του RNA.

Τώρα, η ομάδα του Τόμας Κάρελ στο Πανεπιστήμιο «Λούντβιχ Μαξιμίλιαν» του Μονάχου αναφέρουν στο περιοδικό Science ότι παρήγαγε από το μηδέν και τις δύο άλλες βάσεις του RNA, την αδενίνη και τη γουανίνη.

Το πρώτο στάδιο της διαδικασίας απαιτεί μόνο υδροκυάνιο, μια απλή ένωση που πιστεύεται ότι υπήρχε σε αφθονία στη νεαρή Γη και αποτελείται από τρία στοιχεία με βασικό ρόλο στη ζωή, το υδρογόνο, τον άνθρακα και το άζωτο.

Το υδροκυάνιο αντιδρά εύκολα με νερό και, παρουσία οξέων, δίνει τελικά αδενίνη και γουανίνη. Επιπλέον, το πείραμα έδειξε ότι οι βάσεις αυτές αντιδρούν εύκολα με ριβόζη, ένα σάκχαρο που αποτελεί το βασικό σκελετό του μορίου του RNA.

Η τελευταία μελέτη ενισχύει τη θεωρία του RNA και είναι συγκρίσιμη σε σημασία με την έρευνα του 2009, σχολίασε στους δικτυακούς τόπους του Science και του Nature ο Τζέραλντ Τζόουνς του Ερευνητικού Ινστιτούτο Σκριπς στο Σαν Ντιέγκο της Καλιφόρνια, γνωστός υποστηρικτής της θεωρίας του RNA.

Άλλοι επιστήμονες εμφανίστηκαν ωστόσο επιφυλακτικοί, επισημαίνοντας μεταξύ άλλων ότι οι συνθήκες στις οποίες αναφέρθηκε η σύνθεση κυτοσίνη και ουρακίλη είναι διαφορετικές από τις συνθήκες που απαιτούνται για την αδενίνη και τη γουανίνη, και επομένως δεν μπορεί να συνέβαιναν ταυτόχρονα στη νεαρή Γη.

Μια εναλλακτική θεωρία είναι ότι η πρώτη ζωή εμφανίστηκε στους ωκεανούς γύρω από υδροθερμικά φρεάτια, οπές στον πυθμένα από τις οποίες αναβλύζει ενέργεια και μια πληθώρα διαφορετικών χημικών.

Πόσο φίλοι είναι οι… φίλοι μας; We are bad judges of friendship, new study shows

Édouard Vuillard, Friends around the Table, 1909. Σύμφωνα με τη νέα μελέτη μάλλον θα πρέπει να αναθεωρήσουμε τις απόψεις μας για τον φιλικό μας περίγυρο. Only half of your friends would consider you their friend, a new study suggests. People have a very poor perception of friendship ties, and this limits their ability to influence their "friends," according to the research.

Ούτε συνεννοημένοι να ήταν… Το πρωί της Δευτέρας ξεκίνησαν οι πανελλαδικές εξετάσεις με το μάθημα της Νεοελληνικής Γλώσσας και κείμενο σχετικό με την αξία της φιλίας και τις ανθρώπινες σχέσεις από δοκίμιο του Ε. Παπανούτσου. Την ίδια στιγμή δόθηκε στη δημοσιότητα μια έρευνα από τις ΗΠΑ και το Ισραήλ στην οποία αναφέρεται ότι οι άνθρωποι δεν είναι στην πραγματικότητα τόσο καλοί στην κρίση τους για τις φιλίες, όσο νομίζουν. Μόνο οι μισοί από όσους θεωρούμε ως φίλους μας, νιώθουν το ίδιο και μας βλέπουν ως φίλους τους, σύμφωνα την νέα έρευνα.

Η μελέτη

Pablo Picasso, L'Amitié, (Friendship), 1908. Νέα μεγάλη μελέτη μελετά τις κοινωνικές μας σχέσεις. Most of us think that friendship is a two-way street -- but that's true only half the time, according to research from Tel Aviv University and the Massachusetts Institute of Technology.

Οι ερευνητές των πανεπιστημίων του ΜΙΤ και του Τελ Αβίβ, με επικεφαλής τους Αμπντουλάχ Αλμαατούκ και Ερέζ Σμουέλι μελέτησαν τη φιλία και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μάλλον...πάσχει από αμοιβαιότητα και ασυμμετρία.

Εξαιτίας αυτής της αδυναμίας να ξεκαθαρίσει κανείς ποιοί είναι οι πραγματικοί φίλοι του, έχει περιορισμένες δυνατότητες επηρεασμού του περίγυρού του. Αυτό έχει επίσης επίπτωση στη δυνατότητα εταιριών και άλλων κοινωνικών ομάδων να ασκήσουν επιρροή, να διαχύσουν πληροφορίες και να προβάλλουν τις απόψεις ή τα προϊόντα τους. «Φαίνεται πως είμαστε πολύ κακοί κριτές του ποιοί είναι οι φίλοι μας», δήλωσε ο Σμουέλι. «Και αυτή η δυσκολία να διακρίνουμε την αμοιβαιότητα, περιορίζει σημαντικά την ικανότητά μας για συνεργατικές συμφωνίες».

Τα πειράματα

Οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια σειρά από κοινωνικά πειράματα, ανέλυσαν στοιχεία από προηγούμενες μελέτες και ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο που είναι πιο αντικειμενικός αξιολογητής της αμοιβαιότητας μιας φιλίας, όταν τροφοδοτηθεί με διάφορα δεδομένα (π.χ. κινητής τηλεφωνίας).

Χρησιμοποιώντας όλα τα παραπάνω, οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι ανακάλυψαν μια μεγάλη «ψαλίδα»: ενώ το 95% των ανθρώπων πιστεύουν ότι οι φιλικές σχέσεις τους είναι αμοιβαίες, στην πραγματικότητα μόνο το 50% των φίλων τους ανταποκρίνεται στην φιλία με τον ίδιο τρόπο.

Οι αμοιβαίες φιλίες θεωρούνται σημαντικές, μεταξύ άλλων, επειδή διευκολύνουν την κοινωνική επιρροή (όπως δείχνει και το Facebook). Η κοινωνική επιρροή, με τη σειρά της, διευκολύνει την κινητοποίηση γύρω από διάφορους κοινωνικούς στόχους, όπως πολιτικές διαδηλώσεις, απεργίες, καμπάνιες νέων προϊόντων κ.α.

Ακόμη, οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη ότι η αμοιβαία φιλία οδηγεί σε αλλαγή της συμπεριφοράς σε διάφορες συνήθειες, ωθώντας σε διακοπή του καπνίσματος ή του αλκοόλ, σε μείωση του βάρους κ.α. Γι' αυτό, οι παράγοντες που επηρεάζουν τη φιλία, επηρεάζουν και το πόση επίδραση μπορούν να ασκήσουν οι άνθρωποι μεταξύ τους σε ατομικό ή σε συλλλογικό επίπεδο.

Η νέα μελέτη που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PloS ONE» απομυθοποιεί μια ευρέως διαδεδομένη αντίληψη: ότι αν κάποιος θεωρεί φίλο του κάποιον άλλο, ο τελευταίος συνήθως αισθάνεται το ίδιο. Παρά τη διάχυτη προσδοκία, η αμοιβαιότητα είναι λιγότερο συχνή. Η αυταπάτη αυτή για τις φιλίες, κατά τους ερευνητές, πιθανώς έχει να κάνει με την απροθυμία ενός ανθρώπου να υποσκάψει την εικόνα που έχει για τον ίδιο τον εαυτό του ως αξιαγάπητο, αξιόπιστο κλπ.

Πηγή: Abdullah Almaatouq, Laura Radaelli, Alex Pentland, Erez Shmueli. Are You Your Friends’ Friend? Poor Perception of Friendship Ties Limits the Ability to Promote Behavioral Change. PLOS ONE, 2016; 11 (3): e0151588 DOI: 10.1371/journal.pone.0151588

Μυστικό πρόγραμμα δημιουργίας ανθρώπινου DNA. Scientists Talk Privately About Creating a Synthetic Human Genome

Η δημιουργία τεχνητού ανθρώπινου γονιδιώματος είναι ένα επιστημονικό στοίχημα που ταυτόχρονα δημιουργεί ανησυχίες. While this could mean major advancements for biological science and public health, some experts have raised concerns over the ethics of the idea, and say something so significant should not be discussed behind closed doors. A image of human DNA is pictured.

Περίπου 150 επιστήμονες συγκεντρώθηκαν σε κεκλεισμένων των θυρών συνάντηση στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ των ΗΠΑ, μακριά από τα φώτα της δημοσιότητας, προκειμένου να συντονίσουν τις προσπάθειές τους για τη δημιουργία εκ του μηδενός ενός συνθετικού ανθρωπίνου γονιδιώματος μέσα στα επόμενα χρόνια. Το σχέδιο ήδη εγείρει κρίσιμα ζητήματα βιοηθικής, όπως κατά πόσο ανοίγει ο δρόμος για την μαζική δημιουργία ανθρώπων χωρίς γονείς και με χαρακτηριστικά «κατά παραγγελία» στο απώτερο -και όχι άμεσο- μέλλον.

Ο στόχος

Περίπου 150 επιστήμονες συγκεντρώθηκαν σε κεκλεισμένων των θυρών συνάντηση. Earlier this week, roughly 150 scientists, lawyers, and entrepreneurs met in secrecy to discuss the possibility of creating an entirely synthetic human genome. This means scientists would recreate the genetic material that’s naturally passed from parents to children. In the stock image above, a scientist views DNA sequencing.

Η συνάντηση έγινε την περασμένη Τρίτη στη Βοστόνη και διέρρευσε στον Τύπο μετά από μερικές. Από τους συμμετέχοντες επιστήμονες είχε ζητηθεί να μην έλθουν σε επαφή με δημοσιογράφους ή να στείλουν μηνύματα στο Twitter στη διάρκεια της μυστικής συνάντησης.

Όπως το βλέπουν οι ίδιοι οι επιστήμονες που συμμετείχαν, το σχέδιό τους είναι μια προέκταση του αρχικού Προγράμματος Ανθρωπίνου Γονιδιώματος (Human Genome Project-HGP), γι' αυτό η αρχική ονομασία της πρωτοβουλίας τους ήταν HPG2 και μετά άλλαξε σε HPG-Write. Στόχος τους είναι να προχωρήσουν πέρα από την «ανάγνωση» (αλληλούχιση) του γενετικού υλικού του ανθρώπου, στο να «γράψουν» (συνθέσουν) το δικό τους DNA με χημικό τρόπο, όπως παραδέχθηκε ένας από τους διοργανωτές της συνάντησης, ο καθηγητής γενετικής Τζορτζ Τσερτς της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ.

Η συνθετική βιολογία έχει αρχίσει ήδη να κάνει προόδους σε επίπεδο μικροοργανισμών, όμως η νέα φιλοδοξία της είναι να συντεθούν ολοκληρωμένα μεγαλύτερα γονιδιώματα ζώων και φυτών, τα οποία αρχικά θα εισαχθούν σε κύτταρα για ερευνητικούς σκοπούς.

Προς το παρόν, οι συμμετέχοντες επιστήμονες δεν μιλάνε ανοιχτά για τη δημιουργία συνθετικών ανθρωπίνων όντων, αλλά στην πορεία του δρόμου κανείς δεν ξέρει τι μπορεί να συμβεί (άλλωστε, τρώγοντας έρχεται η όρεξη...). Η πρόσκληση που εστάλη για την μυστική συνάντηση, έγραφε πάντως ότι αποσκοπεί «στο να συντεθεί ένα ολοκληρωμένο ανθρώπινο γονιδίωμα εντός κυττάρων μέσα στα επόμενα δέκα χρόνια».

Οι αντιδράσεις

George Church, one of the organizers of the proposed project, at his lab at Harvard Medical School in 2013. Credit: Jessica Rinaldi/Reuters

Άλλοι σκεπτικιστές επιστήμονες, όπως ορισμένοι από το Κέντρο Γενετικής και Κοινωνίας του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ, ήδη εγείρουν ερωτήματα βιοηθικής -και όχι μόνο- φύσης, ενώ ανησυχούν ότι ανοίγει πλέον ο δρόμος για μια νέου τύπου ευγονική. Είναι π.χ. σκόπιμο, λένε, να «διαβάσει» κανείς το DNA ενός Αϊνστάιν και μετά να επιχειρήσει να το συνθέσει εξαρχής; Αν ναι, πόσα τέτοια γονιδιώματα (δηλαδή πόσοι Αϊνστάιν) θα έπρεπε να δημιουργηθούν και ποιός θα είχε δικαίωμα να το κάνει; Γενικότερα, επειδή κάτι μπορεί να γίνει εφικτό κάποια στιγμή, πρέπει και να γίνει πραγματικότητα οπωσδήποτε;

Ο Τσερτς, ο οποίος επέκρινε τους σκεπτικιστές ότι «σκιαγραφούν μια εικόνα που δεν αντιπροσωπεύει την πρωτοβουλία μας», δικαιολογήθηκε ότι αρχικά η συνάντηση είχε σχεδιασθεί να είναι ανοικτή στον Τύπο και μάλιστα να μεταδοθεί μέσω βίντεο στο ευρύτερο κοινό. Επειδή όμως θα συνοδευόταν από μια δημοσίευση σε επιστημονικό περιοδικό, η οποία καθυστέρησε, τελικά αποφασίσθηκε η εκδήλωση να γίνει κλειστή. Υποσχέθηκε όμως ότι το σχετικό βίντεο θα δημοσιοποιηθεί σύντομα, μόλις γίνει η επιστημονική δημοσίευση.

Το HPG-Write, προς το παρόν, δεν έχει καμία χρηματοδότηση. Όμως ήδη διάφορες εταιρίες και ιδρύματα έχουν εκφράσει ενδιαφέρον  να ενισχύσουν οικονομικά το πρόγραμμα, όπως είπε ο Τσερτς. Κάτι ανάλογο θα ζητηθεί από την κυβέρνηση των ΗΠΑ και αναμένεται η αντίδρασή της. Εκπρόσωπος των Εθνικών Ινστιτούτων Υγείων (ΝΙΗ), του μεγαλύτερου δημόσιου χρηματοδότη επιστημονικών ερευνών στη χώρα, αρνήθηκε να σχολιάσει, λέγοντας ότι το θέμα είναι πρόωρο.

Το εγχείρημα

In a closed door meeting at Harvard on Tuesday nearly 150 scientists got together to organize the human synthetic genome project. These days when Harvard isn’t organizing black masses for its students its holding bilderburg like meetings to create a totally synthetic human.

Μέχρι σήμερα, αποτελεί ρουτίνα η τροποποίηση του DNA, με την προσθήκη, αφαίρεση ή επεξεργασία γονιδίων. Εφαρμογές αυτών των τεχνικών είναι π.χ. τα γενετικά τροποποιημένα φυτά, οι γονιδιακές θεραπείες και η δημιουργία φαρμάκων.

George Church on the Future of Human Genomics and Synthetic Biology.

Όμως η σύνθεση ενός ολόκληρου γονιδιώματος είναι άλλης τάξης εγχείρημα. Μέχρι στιγμής η διαδικασία είναι δύσκολη και γεμάτη λάθη, ενώ έχει εφαρμοσθεί σχετικά αξιόπιστα σε μικρά μόνο τμήματα του DNA, μήκους έως 200 ζευγών βάσεων (τα ζεύγη βάσεων είναι οι χημικές μονάδες του γενετικού υλικού). Με τα σημερινά δεδομένα, το κόστος σύνθεσης ενός πλήρους γονιδιώματος που περιέχει τρία δισεκατομμύρια ζεύγη βάσειων, όσα περίπου το ανθρώπινο, είναι γύρω στα 90 εκατομμύρια δολάρια.

Ο πρωτοπόρος γενετιστής Κρεγκ Βέντερ έχει ήδη συνθέσει ένα βακτηριακό γονιδίωμα που αποτελείται από περίπου ένα εκατομμύριο βάσεις DNA. Το πρώτο αυτό συνθετικό γονιδίωμα μικροοργανισμού ουσιαστικά αποτελούσε αντίγραφο του πραγματικού. Φέτος ο Βέντερ παρουσίασε ένα πιο πρωτότυπο συνθετικό γονιδίωμα μήκους περίπου 500.000 βάσεων DNA.

Πηγή: http://www.nytimes.com/2016/05/14/sci...