Οι γυναίκες ήταν πάντα περισσότερες! New analysis of human genetic history reveals female dominance

Paul Delvaux, Les nymphes se baignant, Nymphs bathing, 1938. Οι γυναίκες ανέκαθεν κυριαρχούσαν, τουλάχιστον πληθυσμιακά, στον πλανήτη. So much for patriarchy. When it comes to evolution, female populations have always been larger than male populations throughout human history, according to a new study in Investigative Genetics which used paternal genetic information to analyse the demographic history of males and females in worldwide populations.

Οι γυναικείοι πληθυσμοί υπερείχαν πάντα σε αριθμό έναντι των ανδρικών καθόλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας και προϊστορίας, σύμφωνα με νέες γερμανικές επιστημονικές εκτιμήσεις, που βασίζονται σε γενετικές αναλύσεις. Η νέα γενετική μελέτη φωτίζει έως τα βάθη του παρελθόντος τη δημογραφική ιστορία των δύο φύλων και επιβεβαιώνει τη διαχρονική κυριαρχία των γυναικών από άποψη πληθυσμού.

Η ανάλυση

Human chromosomes during metaphase. Credit: Steffen Dietzel/Wikipedia

Ερευνητές του Ινστιτούτου Εξελικτικής Ανθρωπολογίας Max Planck, με επικεφαλής τον δρα Μαρκ Στόνεκινγκ του Τμήματος Εξελικτικής Γενετικής ανέλυσαν δείγματα DNA 623 ανδρών από 51 διαφορετικούς πληθυσμούς του πλανήτη μας. Η ανάλυση εστιάστηκε στη σύγκριση του ανδρικού χρωμοσώματος Υ που κληρονομείται από τον πατέρα, με το μιτοχονδριακό DNA που κληρονομείται από την μητέρα.

Η συγκριτική γενετική ανάλυση οδήγησε στο συμπέρασμα ότι οι γυναικείοι πληθυσμοί ήσαν μεγαλύτεροι ήδη πριν από την μεγάλη έξοδο των προγόνων μας από την Αφρική προς την Ευρώπη και την Ασία και παρέμειναν μεγαλύτεροι και μετά τις διαδοχικές μεταναστεύσεις που ακολούθησαν.

H εξήγηση

Émile Bernard, The Harem, 1941. The analysis showed that female populations were larger before the out-of-Africa migration and remained so throughout almost all subsequent migrations. The main drivers of this trend are likely to be processes such as polygyny, where one male mates with many females, and the fact that in most societies, women tend to move to live with their husbands. This has resulted in females making a greater genetic contribution to the global population than males.

Μια πιθανή εξήγηση γι' αυτή την τάση είναι η συνήθεια της πολυγαμίας, όπου ένας άνδρας είχε πολλές γυναίκες συντρόφους, καθώς επίσης το γεγονός ότι στις περισσότερες κοινωνίες οι γυναίκες έτειναν -και συχνά τείνουν ακόμη- να μετακινούνται από το πατρικό τους για να ζήσουν με τους άνδρες τους μετά τον γάμο τους. Αυτός ο συνδυασμός έχει ως συνέπεια οι γυναίκες να έχουν μεγαλύτερη γενετική συνεισφορά στον παγκόσμιο πληθυσμό από ό,τι οι άνδρες. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Investigative Genetics».

Οι προφητείες του Steven Hawking. The prophecies of Stephen Hawking

Οι προβλέψεις του διάσημου αστροφυσικού προκαλούν κάθε φορά πλήθος συζητήσεων εντός και εκτός της επιστημονικής κοινότητας. Right: Stephen Hawking (Andrew Cowie/AFP/Getty Images) Left: Concept illustration of time and space. (Shutterstock)

Αναμφισβήτητα είναι ο μεγαλύτερος σταρ της επιστημονικής κοινότητας. Ο βρετανός αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ μπορεί να είναι εδώ και δεκαετίες παράλυτος και να επικοινωνεί μόνο μέσω ειδικού υπολογιστή, ωστόσο ταράζει τα νερά κάθε φορά που δημοσιοποιεί τις σκέψεις του. Πριν από λίγες ημέρες έγινε γνωστό ότι ο Χόκινγκ προλογίζει ένα νέο βιβλίο για την ιστορία της διαστημικής εξερεύνησης στο οποίο υποστηρίζει ότι το μποζόνιο Χιγκς, το επονομαζόμενο «σωματίδιο του Θεού», είναι πιθανό να καταστρέψει κάποτε το Σύμπαν. Ας ρίξουμε μια ματιά στις πιο πρόσφατες... προφητείες του Χόκινγκ.

Η καταστροφή του κόσμου

Mr Hawking said if the Higgs boson became unstable it could destroy the universe. [AP]

Ο Χόκινγκ προλογίζοντας το βιβλίο «Starmus, 50 Years of Man in Space» παρουσιάζεται ως υποστηρικτής της θεωρίας του λεγόμενου «κυκλικού Σύμπαντος». Πρόκειται για μια θεωρία που αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1990, σύμφωνα με την οποία υπάρχει ένας αέναος κύκλος δημιουργίας συμπάντων.

Η συμπαντική εναλλαγή γίνεται, σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, μέσω μιας φυσαλίδας την οποία κβαντικές διακυμάνσεις δημιουργούν σε κάποιο κοσμικό κενό. Η φυσαλίδα αρχίζει να μεγαλώνει και καθώς μεγαλώνει «καταπίνει» τον χώρο, δηλαδή το Σύμπαν στο όποιο δημιουργήθηκε επιτρέποντας έτσι σε ένα νέο Σύμπαν να εγκατασταθεί στη θέση του προηγούμενου. Στη δημιουργία της φυσαλίδας, έστω και άθελά του, παίζει ρόλο το μποζόνιο Χιγκς, οι ιδιότητες του οποίου δείχνουν ότι το Σύμπαν είναι ασταθές και άρα μπορεί να καταρρεύσει κάποτε.

Αποίκηση ή εξαφάνιση

Confident: Professor Stephen Hawking has said that we will one day colonise Mars - and beyond.

Το μέλλον την ανθρωπότητας έχει απασχολήσει αρκετά τον Χόκινγκ. Πριν από λίγους μήνες ανέφερε ότι αν δεν καταφέρουμε να αποικήσουμε σύντομα άλλους πλανήτες το μέλλον του ανθρώπου στη Γη δεν είναι ευοίωνο.

«Σε 50 χρόνια θα έχουμε δημιουργήσει βάσεις και κατοικίες στη Σελήνη στις οποίες θα ζουν άνθρωποι. Το ίδιο θα γίνει και στον Άρη ως το τέλος του αιώνα. Ο πλανήτης μας είναι ένας παλιός κόσμος που απειλείται από τη συνεχή αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού και την εξάντληση των πλουτοπαραγωγικών πηγών. Πρέπει να ληφθούν υπόψη αυτοί οι παράγοντες και να φτιάξουμε ένα σχέδιο Β. Αν θέλουμε ο άνθρωπος να επιβιώσει τα επόμενα εκατό χρόνια, πολύ περισσότερο αν μιλήσουμε για τα επόμενα χίλια, είναι επιβεβλημένη η αποίκηση άλλων κόσμων μακριά από τη Γη. Σε περίπτωση που ακολουθήσουμε αυτό το μονοπάτι, είμαι βέβαιος ότι ο αιώνας που διανύουμε θα χαρακτηριστεί ως μια πραγματική διαστημική εποχή» υποστηρίζει ο Χόκινγκ.

Η αιώνια ζωή

Professor Stephen Hawking on the opening night of the Cambridge Film Festival, at which he raised the possibility of life after death.

Ενδιαφέρον παρουσιάζουν και οι απόψεις του Χόκινγκ για μεταφυσικά ζητήματα όπως ο θάνατος. Το 2011 είχε πει: «Θεωρώ τον εγκέφαλο ως έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, ο οποίος θα πάψει να λειτουργεί όταν χαλάσουν τα εξαρτήματά του. Και δεν υπάρχει Παράδεισος ή ζωή μετά θάνατον για χαλασμένους υπολογιστές». Όμως δύο χρόνια αργότερα παρευρέθηκε στην πρεμιέρα της ταινίας του Στίβεν Φίνιγκαν με τίτλο «Hawking», που πραγματεύεται τη ζωή του, και επανήλθε στο θέμα με ολίγον πιο αισιόδοξη ματιά.

During Kurzweil's conference talk, and in his book The Singularity Is Near, he refers to Moore's Law of Computing, pictured. The law claims that the power of computing doubles, on average, every two years which puts us on course for singularity by 2045.

«Ο εγκέφαλος είναι όπως ένα πρόγραμμα ηλεκτρονικού υπολογιστή. Θεωρητικά είναι εφικτό να "αντιγράψουμε", όπως ένα λογισμικό, τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε ένα κομπιούτερ και να παρέχουμε με τον τρόπο αυτόν ένα είδος μεταθανάτιας ζωής. Ωστόσο, σήμερα κάτι τέτοιο με τις επικρατούσες συνθήκες δεν είναι εφικτό. Θεωρώ πως η έννοια της συμβατικής ζωής μετά θάνατον είναι ένα παραμυθάκι για τους ανθρώπους που φοβούνται το σκοτάδι».

«Η Μεγάλη Έκρηξη δεν χρειαζόταν τον Θεό»

Dr. Stephen Hawking is brought onstage by a helper to give his presentation, "The Origin of the Universe," at Caltech on April 16, 2013. Our universe didn't need any divine help to burst into being, famed cosmologist Stephen Hawking told a packed house here at the California Institute of Technology. Credit: Rod Pyle/SPACE.com

Μια διάλεξη του Χόκινγκ το 2013 στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) με τίτλο «Η καταγωγή του Σύμπαντος» σήκωσε πάλι πολλή σκόνη. Ο Στίβεν Χόκινγκ ξεκίνησε την ομιλία του αναφερόμενος σε μυθολογικές και θεολογικές προσεγγίσεις σχετικά με την ύπαρξη του κόσμου καθώς και σε υπαρξιακά ερωτήματα όπως: «Γιατί βρισκόμαστε εδώ;», «Τι έκανε ο Θεός πριν από τη γέννηση του Σύμπαντος; Μήπως προετοίμαζε την κόλαση για όσους κάνουν τέτοιες ερωτήσεις;».

Στη συνέχεια ο διάσημος αστροφυσικός έκανε αναφορά σε διάφορες κοσμολογικές θεωρίες και εστίασε σε εκείνη που έχουν αναπτύξει οι Φρεντ Χόιλ και Τόμας Γκολντ. Αυτή κάνει λόγο για ένα αιώνιο Σύμπαν που υπήρχε ανέκαθεν και δεν έχει τέλος, μέσα στο οποίο γεννιούνται συνεχώς γαλαξίες από ύλη που σχηματίζεται «αυθόρμητα».

Αναφέρθηκε επίσης στις θεωρίες που κάνουν λόγο για μια διαδικασία κατά την οποία μια Μεγάλη Έκρηξη δημιουργεί ένα Σύμπαν και όταν αυτό πεθαίνει εκδηλώνεται εκ νέου μια Μεγάλη Έκρηξη που γεννά ένα καινούργιο. Ο Χόκινγκ παρέθεσε μια σειρά από επιστημονικά δεδομένα τα οποία, όπως υποστήριξε, αποδομούν όλες αυτές τις θεωρίες. «Ο χρόνος ξεκίνησε τη στιγμή της ιδιομορφίας και αυτό πιθανότατα έχει συμβεί μόλις μία φορά» είπε. Θυμήθηκε μάλιστα ότι στη δεκαετία του 1980 δημοσίευσε ένα άρθρο για τη στιγμή της γέννησης του Σύμπαντος. Την ίδια περίοδο ο Πάπας Ιωάννης Παύλος Β'  είχε αποκηρύξει τις επιστημονικές προσπάθειες που μελετούσαν τη στιγμή κατά την οποία γεννήθηκε το Σύμπαν, τη στιγμή της Δημιουργίας, αναφέροντας ότι πρόκειται για ένα ιερό θέμα που δεν πρέπει να αγγίζεται. «Ένιωσα ανακούφιση που δεν με οδήγησαν στην Ιερά Εξέταση» δήλωσε τότε ο διάσημος αστροφυσικός.

Πηγή: tovima.gr

«Ποντικοναύτες» εναντίον της γήρανσης. Mousetronauts To Live In Space For the Longest Stretch Yet

Ξεκινούν πειράματα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό με γενετικά τροποποιημένα ποντίκια. Among the 2.5 tons of cargo that's set to go up to the International Space Station this weekend, there will be five mice with a particular genetic mutation. The mice lack a gene that normal mice have, called Muscle Ring Finger 1, or MuRF-1 (rhymes with Smurf). Scientists are hoping the missing gene will keep those mice healthier in space than their five ordinary compatriots that will be riding up with them.

Το τελευταίο φορτίο που έφθασε από τη Γη πριν από λίγα 24ωρα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό διέθετε πολύ ενδιαφέρον περιεχόμενο.

A fruit-fly experiment was sent to the International Space Station aboard the Dragon spacecraft that launched Sunday.  NASA/Dominic Hart

Ανάμεσα στα διάφορα εφόδια και εξοπλισμό υπήρχε ένας εκτυπωτής 3D, 20 ποντίκια και 30 μύγες που θα λάβουν μέρος σε διάφορα πειράματα.

Μεταφέρει ακόμα και ένα ακτινολογικό μηχάνημα με σκοπό την μελέτη της επίδρασης σε ζωντανούς οργανισμούς των μακράς διάρκειας διαστημικών ταξιδιών. Πρόκειται για το πρώτο μηχάνημα ακτίνων Χ στο διάστημα, ένα πυκνόμετρο οστών, που θα χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της οστικής απώλειας στα τρωκτικά, λόγω έλλειψης βαρύτητας.

Μεταφέρει επίσης για πρώτη φορά στο διάστημα και έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή που αυτοματοποιημένα θα κατασκευάζει χρήσιμα εξαρτήματα. Ο εκτυπωτής 3D έχει το μέγεθος ενός φούρνου μικροκυμάτων και κατασκευάστηκε έτσι ώστε να είναι πολύ πιο ανθεκτικός ώστε να αντέχει τις επιταχύνσεις της εκτόξευσης.

Τα πειράματα με τα ποντίκια παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον αφού είναι τα πρώτα θηλαστικά (μετά τον άνθρωπο) που θα παραμείνουν για αρκετές εβδομάδες σε διαστημικές συνθήκες. Τα ποντίκια θα μελετηθούν με στόχο την ανακάλυψη νέων στοιχείων που σχετίζονται με την φθορά των μυών και τον μηχανισμό της γήρανσης.

Η τροποποίηση

The rodent habitat module will house the 20 so-called mousetronauts.  NASA/Dominic Hart

Τα ποντίκια που βρίσκονται στον ISS είναι γενετικά τροποποιημένα για να μην διαθέτουν το γονίδιο MuRF-1. Πρόκειται για ένα γονίδιο που διαθέτουν και τα ποντίκια και οι άνθρωποι και έχει διαπιστωθεί ότι παίζει κεντρικό ρόλο στη φθορά των μυών ενώ επίσης η δράση του επιταχύνει την απώλεια μυϊκής μάζας μέσω της γήρανσης και άλλων χρόνιων παθήσεων. Οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι μελετώντας αυτά τα… σούπερ ποντίκια σε συνθήκες μικροβαρύτητας θα εντοπίσουν νέα στοιχεία που θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη φαρμάκων που θα εμποδίζουν την απώλεια μυϊκής μάζας στον άνθρωπο. Οι μηχανικοί της NASA σχεδίασαν ειδικές κατοικίες για τα ποντίκια στις οποίες θα μπορούν να διαβιώνουν και τρέφονται χωρίς προβλήματα, χωρίς δηλαδή να αιωρούνται η τροφή και το νερό τους.

Ρίτσαρντ Ντόκινς: «Οι εξωγήινοι έχουν θρησκείες και δεν κάνουν σεξ». Do ALIENS hold the key to why we have sex? Richard Dawkins says ET could reveal why animals use it to reproduce - and even the origins of life

Για την εξέλιξη της ζωής στη Γη αλλά και τους εξωγήινους μίλησε ο Ρίτσαρντ Ντόκινς. While Richard Dawkins (pictured) believes aliens and humans share certain traits, there are others that will fall by the wayside - including sex. He told MailOnline that sex is a great unanswered question of evolution, and finding alien life could help solve the mystery of why most animals rely on it to reproduce.

Για πολλοστή φορά ο διάσημος εξελικτικός βιολόγος και συγγραφέας Ρίτσαρντ Ντόκινς συγκεντρώνει τα φώτα της δημοσιότητας με τις απόψεις του. Σε συνέντευξη του στην εφημερίδα Daily Mail ο βρετανός επιστήμονας διατυπώνει ένα νέο «πακέτο» θεωριών που αφορά την εξέλιξη της ζωής υποστηρίζοντας ότι το σεξ είναι πιθανώς μια γήινη «εφεύρεση» για την αναπαραγωγή.

Ο Ρίτσαρντ Ντόκινς τα τελευταία 30 χρόνια διατυπώνει μέσα από τα βιβλία και τις ομιλίες του μια σειρά από ενδιαφέρουσες, εναλλακτικές, επαναστατικές αλλά και αμφιλεγόμενες θεωρίες και απόψεις τόσο για την εξέλιξη της ζωής αλλά και του ανθρώπου αλλά και για ηθικά, πνευματικά και άλλα ζητήματα. Η θεωρία που τον έκανε διάσημο όχι μόνο στην επιστημονική κοινότητα αλλά στο ευρύ κοινό είναι εκείνη στην οποία διατυπώνει την άποψη ότι δεν υπάρχει ένας υπερφυσικός δημιουργός και ότι η θρησκευτική πίστη μπορεί να χαρακτηριστεί ως ψευδαίσθηση, ως μία ψευδής εμμονή και πεποίθηση. Το βιβλίο του «Η περί Θεού αυταπάτη» έγινε παγκόσμιο μπεστ σέλερ και προκάλεσε όπως ήταν αναμενόμενο θύελλα αντιδράσεων.

Σεξ και θρησκεία

The alien has landed. But in the event, would any visitors from another planet be driven by spiritual inquiry? Richard Dawkins has tweeted that alien civilisation will be so advanced they won't be religious. Photograph: Allstar/Cinetext/Universal

Ο Ντόκινς αναρωτιέται στη συνέντευξη του για τη χρησιμότητα του σεξ αναφέροντας ότι η ύπαρξη του είναι «προβληματική» από εξελικτική σκοπιά για αυτό μάλιστα εκτιμά ότι οι εξωγήινοι πιθανώς δεν  χρησιμοποιούν το σεξ για να αναπαράγονται. Για αυτό όπως αναφέρει ο Ντόκινς ανάμεσα στα πολλά άλλα πράγματα που θα μάθουμε όταν έρθουμε σε επαφή με εξωγήινους είναι και το γιατί εμφανίσθηκε στη Γη το σεξ.

Ο Ντόκινς βρίσκει επίσης αν όχι προβληματικό πάντως περιοριστικό το γεγονός ότι η ζωή στη Γη χωρίστηκε σε δύο φύλα και ότι στους εξωγήινους κόσμους δεν θα υπάρχουν μόνο αρσενικά και θηλυκά. Μια ακόμη ενδιαφέρουσα εικασία του Ντόκινς είναι ότι οι νοήμονες εξωγήινοι πολιτισμοί είναι πιθανό να έχουν αναπτύξει θρησκευτική συνείδηση.

«Δεν νομίζω ότι θα είναι έκπληξη αν έρθουμε σε επαφή με εξωγήινους και μάθουμε ότι έχουν θρησκείες. Οι ανθρωπολόγοι έχουν διαπιστώσει την παρουσία θρησκευτικών αντιλήψεων και συμπεριφορών σε όλους τους ανθρώπινους πολιτισμούς που γνωρίζουμε. Υποθέτω ότι κάθε εξωγήινος πολιτισμός που έγινε τόσο προηγμένος τεχνολογικά ώστε να καταφέρει να φτάσει μέχρι εδώ ή να επικοινωνήσει μαζί μας όταν βρισκόταν στα αρχικά στάδια της ύπαρξης του θα πέρασε τη φάση της αβεβαιότητας για τον κόσμο που τον περιβάλλει και γενικότερα για αυτό που ονομάζουμε με μια λέξη ‘άγνωστο’. Πριν λοιπόν κατανοήσουν τους νόμους της φύσης και του σύμπαντος είναι λογικό για να εξηγήσουν αυτό το άγνωστο να βρήκαν καταφύγιο σε κάποια θρησκεία» αναφέρει ο Ντόκινς.

Η εμφάνιση

The comments were made at the Starmus festival in Tenerife. It hosts presentations from astronauts, cosmonauts, nobel prize winners and prominent figures from science, culture, the arts and music. This year's guests include Stephen Hawking (pictured), Brian May and Alexei Leonov - the first man to spacewalk.

Η συνέντευξη δόθηκε στο περιθώριο της ομιλίας του Ντόκινς στο μεγάλο φεστιβάλ επιστήμης Starmus που διεξάγεται τα τελευταία χρόνια στην Τενερίφη. Στην ομιλία του ο βρετανός επιστήμονας επικεντρώθηκε στο πώς θα μπορούσαν να μοιάζουν οι εξωγήινοι και κρίνει ότι δεν θα έχουν σημαντικές διαφορές από τις μορφές ζωής που συναντούμε στη Γη.

Mr Dawkins (pictured) also said he wants biologists to start to consider what other life might be like in the event we discover we are not alone - which he claims is increasingly unlikely. He believes there's lots of life in the universe, and its may be so rare and spaced out, it will never come into contact.

Ο Ντόκινς έφερε το παράδειγμα της όρασης υποστηρίζοντας ότι σε ένα κόσμο με άπλετο φως (όπως η Γη) τα μάτια των τοπικών μορφών ζωής θα εξελίχθηκαν με τρόπο παρόμοιο με εκείνον των μορφών ζωής στον πλανήτη μας. Ο Ντόκινς όπως και πολλοί άλλοι πιστεύει ότι το τεράστιο πλήθος πλανητικών συστημάτων στο Σύμπαν καθιστά πρακτικά αδύνατο να είναι η Γη ο μόνος κόσμος στον οποίο αναπτύχθηκε ζωή. Για αυτό και καλεί τους συναδέλφους του να μην αναζητούν την αρχή της ζωής εντός του πλανήτη μας γιατί πιθανότατα αυτή ξεκίνησε κάπου αλλού και μόνο με την επικοινωνία με εξωγήινους μπορεί να βρούμε το νήμα της.  

Πηγή: Daily Mail

Δορυφορική «τριπλέτα» στο φακό του Cassini. The Odd Trio

Εντυπωσιακή φωτογραφία με τρία από τα πιο ενδιαφέροντα φεγγάρια του Κρόνου. The Cassini spacecraft captures a rare family photo of three of Saturn's moons that couldn't be more different from each other! As the largest of the three, Tethys (image center) is round and has a variety of terrains across its surface. Meanwhile, Hyperion (to the upper-left of Tethys) is the "wild one" with a chaotic spin and Prometheus (lower-left) is a tiny moon that busies itself sculpting the F ring. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Μια ακόμη εντυπωσιακή εικόνα από το σύστημα του Κρόνου το οποίο εξερευνά από το 2004 έστειλε το διαστημικό σκάφος Cassini. Στον φακό του σκάφους αυτή τη φορά «ποζάρουν» τρία από τα δεκάδες φεγγάρια του Άρχοντα των Δαχτυλιδιών του ηλιακού μας συστήματος.

Tethys' trailing side shows two terrains that tell a story of a rough past. To the north (up, in the image) is older, rougher terrain, while to the south is new material dubbed "smooth plains" by scientists. This view looks toward the trailing hemisphere of Tethys. North on Tethys is up and rotated 2 degrees to the right. The image was taken in visible light with the Cassini spacecraft narrow-angle camera on Nov. 27, 2013. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Σε πρώτο πλάνο εικονίζεται η Τηθύς, ένας παγωμένος δορυφόρος με διάμετρο 1,062 χλμ η επιφάνεια του οποίου παρουσιάζει μεγάλη ποικιλομορφία. Στη Τηθύ υπάρχουν μεγάλοι κρατήρες.

Odysseus Crater, with a size of epic proportions, stretches across a large northern expanse on Saturn's moon Tethys. This view looks toward the leading hemisphere of Tethys (1,062 kilometers, or 660 miles across). Odysseus Crater is 450 kilometers, or 280 miles, across. North on Tethys is up and rotated 3 degrees to the right. The image was taken in visible green light with the Cassini spacecraft narrow-angle camera on Feb. 14, 2010. The view was obtained at a distance of approximately 178,000 kilometers (111,000 miles) from Tethys and at a Sun-Tethys-spacecraft, or phase, angle of 73 degrees. Image scale is about 1 kilometer (about 3,485 feet) per pixel. Credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Ο μεγαλύτερος ονομάζεται «Οδυσσέας» και έχει διάμετρο 400 χιλιόμετρα. Ένα άλλο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό της επιφάνειάς της Τηθύος είναι το «Χάσμα της Ιθάκης», ένα φαράγγι πλάτους εκατό χιλιομέτρων και βάθους πέντε.

The Cassini spacecraft looks at Saturn's highly irregular moon Hyperion in this view from the spacecraft's flyby of the moon on Aug. 25, 2011. Hyperion (168 miles, or 270 kilometers across) has an irregular shape, and it tumbles through its orbit: that is, it does not spin at a constant rate or in a constant orientation. (A standard reference latitude-longitude system has not yet been devised for this moon.) Images such as this one extend previous coverage and allow a better inventory of the surface features, the satellite's shape and changes in its spin. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Πάνω αριστερά στην εικόνα διακρίνεται ο Υπερίωνας, ένας από τους πιο ενδιαφέροντες δορυφόρους όχι μόνο του Κρόνου αλλά ολόκληρου του ηλιακού μας συστήματος. Η περιστροφή του Υπερίωνα είναι χαοτική, δηλαδή ο άξονας του ταλαντεύεται τόσο πολύ, ώστε ο προσανατολισμός του στο διάστημα είναι απρόβλεπτος. Ο Υπερίωνας έχει διάμετρο 270 χλμ και είναι ο μόνος γνωστός δορυφόρος του ηλιακού μας συστήματος που περιφέρεται χαοτικά. Είναι ακόμα ο μοναδικός ομαλός δορυφόρος στο Ηλιακό Σύστημα που δεν είναι παλιρροϊκά κλειδωμένος με τον πλανήτη του. 

Saturn's moon Prometheus orbits near some of its handiwork in the F ring. Prometheus (53 miles, or 86 kilometers across) and its partner Pandora gravitationally sculpt and maintain the narrow F ring. This view looks toward the unilluminated side of the rings from about 53 degrees below the ringplane. The image was taken in visible light with the Cassini spacecraft narrow-angle camera on Aug. 24, 2013. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Κάτω αριστερά διακρίνεται ο Προμηθέας, ένας μικρός δορυφόρος με διάμετρο 86 χλμ που ακουμπά πάνω σε ένα από τα μεγάλα δαχτυλίδια του Κρόνου. Ο Προμηθέας έχει επίμηκες σχήμα ενώ στην επιφάνειά του υπάρχουν αρκετές κορυφογραμμές, κοιλάδες και πολλοί κρατήρες.

Ο Αϊνστάιν περνά με άριστα τεστ διαστολής του χρόνου. Special relativity aces time trial

Το είπε ο Αϊνστάιν: Ο χρόνος κυλά πιο αργά όταν το ρολόι κινείται με μεγάλη ταχύτητα. 'Clocks' made of lithium ions helped researchers confirm the time-dilation effect predicted by Albert Einstein. Martin Poole/Getty

Μια βασική πρόβλεψη της Ειδικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, σύμφωνα με την οποία ο χρόνος κυλά πιο αργά στα αντικείμενα που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά αρκετές φορές στο παρελθόν. Τώρα, ερευνητές στη Γερμανία αναφέρουν ότι επιβεβαίωσαν το αλλόκοτο φαινόμενο με ακρίβεια 50 έως 100 φορές μεγαλύτερη.

Η διαστολή του χρόνου

Η επίδραση της κίνησης στο χρόνο εξετάζεται συχνά με τη χρήση της παραβολής των διδύμων, η οποία έχει περίπου ως εξής: η Αντωνία και ο Αντώνης αποφασίζουν να ελέγξουν την θεωρία του Einstein, οπότε η Αντωνία επιβιβάζεται σε έναν πύραυλο το 2005 και εκτοξεύεται με 99% της ταχύτητας του φωτός προς ένα γειτονικό άστρο, που απέχει δέκα έτη φωτός. Ο Αντώνης παραμένει στη Γη. Μόλις φθάνει στον προορισμό της η Αντωνία κάνει αμέσως στροφή και κατευθύνεται πάλι προς την Γη με την ίδια ταχύτητα. Ο Αντώνης διαπιστώνει ότι το ταξίδι της διαρκεί κάτι περισσότερο από είκοσι γήινα χρόνια. Όμως η Αντωνία βιώνει τον χρόνο διαφορετικά. Για αυτήν το ταξίδι διήρκεσε λιγότερο από τρία χρόνια. Φθάνοντας πίσω στη Γη ανακαλύπτει ότι ζουν στο έτος 2025 και ο Αντώνης είναι τώρα κοντά 17 χρόνια μεγαλύτερος από εκείνη. Η Αντωνία και ο Αντώνης δεν είναι πια δίδυμοι με την ίδια ηλικία. Ουσιαστικά η Αντωνία μεταφέρθηκε κατά 17 χρόνια στο μέλλον του Αντώνη. Με μια αρκετά μεγάλη ταχύτητα θα μπορούσατε να κάνετε ένα «άλμα» σε οποιαδήποτε μελλοντική χρονολογία επιθυμείτε. Θα μπορούσατε να επισκεφθείτε το έτος 3000 ταξιδεύοντας λιγότερο από έξι μήνες ,με μοναδική προϋπόθεση η ταχύτητα σας να προσέγγιζε το 99,99999% της ταχύτητας του φωτός. Το ταξίδι στο χρόνο λειτουργεί αντίθετα από το ταξίδι στο χώρο. Η συντομότερη απόσταση μεταξύ δύο σημείων είναι η ευθεία γραμμή, δηλαδή στην καθημερινή ζωή πηγαίνετε ταχύτερα από το σημείο Α στο σημείο Β ακολουθώντας μια ευθύγραμμη διαδρομή. Αντίθετα στο ταξίδι στο χρόνο, γερνά περισσότερο εκείνος που παραμένει ακίνητος, δηλαδή ο Αντώνης ο οποίος δεν έφυγε από το σπίτι. Με άλλα λόγια απαιτείται περισσότερος χρόνος μέχρι να βιώσει ο Αντώνης το έτος 2025. Για να το εκφράσουμε διαφορετικά, η Αντωνία μειώνει θεαματικά τη χρονική διαφορά μεταξύ των δύο καταστάσεων «Γη, έτος 2005» και «Γη, έτος 2025». Ουσιαστικά όσο πιο γρήγορα κινείται, τόσο συρρικνώνεται η χρονική διαφορά μεταξύ αυτών των δύο χωροχρονικών καταστάσεων. Ας σημειωθεί ότι η Αντωνία δεν μπορεί να επιστρέψει με αυτόν τον τρόπο να επιστρέψει στη Γη στο έτος 2012 προκειμένου να εξισώσει ξανά την ηλικία της με εκείνη του Αντώνη. Αν αναστρέψει την τροχιά της το μόνο που θα καταφέρει είναι να κάνει ένα άλλο άλμα κατά 17 χρόνια στο μέλλον του Αντώνη. Η κίνηση με μεγάλες ταχύτητες είναι ένα ταξίδι μονής κατεύθυνσης στο μέλλον. Special relativity predicts that a twin in a high-speed rocket, as viewed by his Earth-bound brother, will have a slower-ticking clock. A precise test of this time dilation, first performed in 1938, involves observing the frequency shift—or “ticking” change—in the electronic transitions of fast-moving ions. An update of this type of experiment using lithium ions has now verified special relativity’s prediction with unprecedented accuracy—a result that provides additional constraints on quantum gravity models. Relativistic time dilation derives from Lorentz invariance: a physical measurement should be independent of the orientation or speed of the lab’s reference frame. As fundamental as Lorentz invariance might sound, certain quantum gravity theories, such as string theory, predict its violation at a very small level. Physicists have therefore devised a whole host of Lorentz violation tests, one of which involves measuring time dilation. To carry out such a test, Benjamin Botermann of Johannes Gutenberg-University, Germany, and his colleagues looked for the relativistic Doppler shift in lithium ions accelerated to a third of the speed of light at the Experimental Storage Ring in Damstadt, Germany. The team stimulated two separate transitions in the ions using two lasers propagating in opposite directions with respect to the ion motion. The experiment effectively measures the shift in the laser frequencies relative to what these transition frequencies are for ions at rest. The combination of two frequency shifts eliminates uncertain parameters and allows the team to validate the time dilation prediction to a few parts per billion, improving on previous limits. The result complements other Lorentz violation tests that use higher precision atomic clocks but much slower relative velocities. This research is published in Physical Review Letters.

Το κύριο συμπέρασμα της Ειδικής Σχετικότητας, την οποία διατύπωσε ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905, είναι ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα ίδια για όλους τους παρατηρητές (σε αντίθεση με ό,τι συμβαίνει στην καθημερινή ζωή, όπου η ταχύτητα ενός αντικειμένου, για παράδειγμα ενός αυτοκινήτου, είναι σχετική και εξαρτάται από την ταχύτητα του παρατηρητή).

Απόρροια της θεωρίας είναι ότι ο χρόνος διαστέλλεται, δηλαδή τρέχει πιο αργά, για αντικείμενα που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα. Σε ένα κλασικό θεωρητικό πείραμα, ένας αστροναύτης που ταξιδεύει στο Διάστημα με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός επιστρέφει στη Γη και βρίσκει τον δίδυμο αδελφό του πολύ πιο γερασμένο.

Πολλά από τα προηγούμενα πειράματα για την επιβεβαίωση αυτού του φαινομένου βασίζονταν στη σύγκριση ατομικών ρολογιών, από τα οποία το ένα παρέμενε στη Γη και το άλλο κινούνταν σε τροχιά.

Έπειτα από 15 χρόνια προσπαθειών, διεθνής ομάδα ερευνητών, στην οποία συμμετείχε και ο νομπελίστας γερμανός φυσικός Τέοντορ Χενς, παρουσιάζει τώρα ένα πείραμα που αυξάνει την ακρίβεια της μέτρησης κατά 50 με 100 φορές, όπως τουλάχιστον υποστηρίζουν οι ίδιοι.

Σύγκριση ατόμων λιθίου

'Time dilation' predicted by Einstein confirmed by lithium ion experiment. Giving a thrust to the "time-dilation" effect, physicists have verified a key prediction of Albert Einstein's special theory of relativity with unprecedented accuracy.

Όπως εξηγεί το Nature.com, οι ερευνητές συνέκριναν άτομα λιθίου, ορισμένα από τα οποία παρέμειναν ακίνητα ενώ τα υπόλοιπα είχαν επιταχυνθεί στο ένα τρίτο της ταχύτητας του φωτός. Στη διάρκεια του πειράματος οι επιστήμονες μέτρησαν στις δύο ομάδες ατόμων τη συχνότητα με την οποία τα ηλεκτρόνια των ατόμων μεταπίπτουν σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας -η συχνότητα αυτή αποτέλεσε το «ρολόι» με το οποίο μετρήθηκε ο ρυθμός του χρόνου.

Πράγματι, η συχνότητα μετάπτωσης ήταν μικρότερη στα κινούμενα άτομα λόγω της διαστολής του χρόνου. Και το τελικό αποτέλεσμα συμφωνεί απόλυτα με τις προβλέψεις της Ειδικής Σχετικότητας, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Physical Review Letters.

Επισημαίνουν μάλιστα ότι η χρήση κινούμενων ατόμων επιτρέπει τη μέτρηση της διαστολής του χρόνου με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι τα πειράματα με ρολόγια που κινούνται σε τροχιά.

Σημαντικές πρακτικές εφαρμογές

Σε κάθε περίπτωση, τα πειράματα αυτού του είδους δεν έχουν μόνο θεωρητικό ενδιαφέρον αλλά και σημαντικές πρακτικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, οι δορυφόροι του συστήματος GPS διαθέτουν ατομικά ρολόγια, στα οποία όμως ο χρόνος τρέχει λίγο πιο αργά από ό,τι στα ατομικά ρολόγια στη Γη.

Αν το σύστημα δεν λάμβανε υπόψη αυτό το σχετικιστικό φαινόμενο, το στίγμα που δίνει το GPS θα παρουσίαζε ολοένα και μεγαλύτερη απόκλιση. Σε διάστημα λίγων ημερών, η απόκλιση θα έφτανε τα δεκάδες χιλιόμετρα και το GPS θα ήταν πια ουσιαστικά άχρηστο.

Εκτός όμως από τη διαστολή του χρόνου λόγω υψηλής ταχύτητας, ο Αϊνστάιν προέβλεψε και ένα δεύτερο, παραπλήσιο φαινόμενο: τη διαστολή του χρόνου λόγω της βαρύτητας. Σύμφωνα με τη Γενική Σχετικότητα, η οποία διατυπώθηκε το 1916 και αντικατέστησε τη θεωρία του Νεύτωνα για τη βαρύτητα, ο χρόνος τρέχει πιο αργά όταν η δύναμη της βαρύτητας αυξάνεται.

Αυτό σημαίνει ότι ένα ρολόι στην επιφάνεια της Γης τρέχει πιο αργά από ό,τι ένα ίδιο ρολόι στην κορυφή του Έβερεστ, το οποίο βρίσκεται πιο μακριά από τον πυρήνα της Γης και δέχεται έτσι ασθενέστερη βαρυτική δύναμη.

Και σε αυτή την περίπτωση, ο Αϊνστάιν έχει επιβεβαιωθεί με μεγάλη ακρίβεια. Το 2010, οι φυσικοί μέτρησαν τη διαστολή του χρόνου ανάμεσα σε δύο ρολόγια με κατακόρυφη απόσταση μόλις 33 εκατοστών.

Γιατί οι μεγάλοι γαλαξίες είναι… κανίβαλοι; Study explores how galaxies turn cannibal

Οι μεγαλύτεροι γαλαξίες επιτίθενται στους μικρότερους για να αρπάξουν τα άστρα τους. The sky is seen at night just before the predicted merger between our Milky Way galaxy and the neighboring Andromeda galaxy in this NASA photo illustration. Reuters

Είχε διαπιστωθεί ότι οι μεγαλύτεροι σε μέγεθος γαλαξίες επιτίθενται σε μικρότερους και τους… καταπίνουν.

Μεγάλη μελέτη εξηγεί ένα από τα πιο ενδιαφέροντα και σημαντικά κοσμικά φαινόμενα. Some of the many thousands of merging galaxies identified within the GAMA survey. Credit: Professor Simon Driver and Dr Aaron Robotham, ICRAR.

Ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Άαρον Ρόμποθαμ του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας μελέτησαν περισσότερους από 22 χιλιάδες γαλαξίες και πιστεύουν ότι βρήκαν την απάντηση για αυτό το εντυπωσιακό και ιδιαίτερα σημαντικό για την εξέλιξη του σύμπαντος κοσμικό φαινόμενο.

In about five billion years time, nearby massive galaxy Andromeda will merge with our own galaxy, the Milky Way, in an act of galactic cannibalism. Technically Andromeda will be eating us, as it's the bigger of the two galaxies! There haven't been any large mergers with our galaxy recently, but we can see the remnants of galaxies that have previously been snacked on by the Milky Way. We're also going to eat two nearby dwarf galaxies, the Large and Small Magellanic Clouds sometime in the future. This simulation shows what will happen when the Milky Way and Andromeda get closer together and then collide, and then finally come together once more to merge into an even bigger galaxy. Simulation Credit: Prof Chris Power (ICRAR-UWA), Dr Alex Hobbs (ETH Zurich), Prof Justin Reid (University of Surrey), Dr Dave Cole (University of Central Lancashire) and the Theoretical Astrophysics Group at the University of Leicester. Video Production Credit: Pete Wheeler, ICRAR.

Σύμφωνα με τους ερευνητές οι μεγάλοι σε μέγεθος γαλαξίες χάνουν προοδευτικά την ικανότητα να παράγουν νέα άστρα σε αντίθεση με τους μικρότερους που μπορούν να παράγουν συνεχώς. Όμως οι μεγάλοι γαλαξίες έχουν στο… DNA τους την επιθυμία να αυξάνουν συνεχώς τον όγκο τους και αφού δεν μπορούν πλέον να το κάνουν μόνοι τους «κανιβαλίζουν» μικρότερους γαλαξίες. Μάλιστα οι ερευνητές αναφέρουν ότι και ο δικός μας γαλαξίας δεν μπορεί πλέον να παράξει ικανό αριθμό νέων άστρων και έτσι αναμένεται να αυξήσει το μέγεθος του κανιβαλίζοντας κάποιους μικρότερους. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Monthly Notices of the Royal Astronomical».