Τα δέντρα κοιμούνται το βράδυ. Trees seen resting branches while ‘asleep’ for the first time

Μελέτη έδειξε ότι κατά τη διάρκεια της νύχτας τα κλαδιά τους χαλαρώνουν και πέφτουν ελαφρώς, ενώ ανεβαίνουν και πάλι με την ανατολή του ήλιου. Most living organisms adapt their behavior to the rhythm of day and night. Now, using laser scanners, scientists are studying the day-night rhythm of trees. As it turns out, trees go to sleep too. Time to rest your weary branches. Dmitry Savin/Getty

O νυχτερινός ύπνος δεν αποτελεί προνόμιο μόνο του ζωικού βασιλείου. Μελέτη ερευνητών από την Αυστρία, την Φινλανδία και την Ουγγαρία έδειξε ότι ακόμα και τα δέντρα «κοιμούνται» κατά τις ώρες της συσκότισης.

The researchers used lasers to monitor specific points on the trees through the day and night in a variety of different weather conditions. The trees were shown to droop their branches by up to 4 inches during the night before raising them again in the morning.

Με τη βοήθεια σαρωτών λέιζερ, οι επιστήμονες μελέτησαν τις κινήσεις μεγάλων δέντρων με «ανάστημα» πάνω από 15 μέτρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Είδαν λοιπόν, ότι μόλις πέσει το σκοτάδι χαλαρώνουν τα κλαδιά τους, ενώ τα επαναφέρουν στην αρχική τους θέση μόλις ο ήλιος σκαρφαλώσει στον ουρανό.

Όνειρα γλυκά δάσος

Αριστερά, το δέντρο κατά την διάρκεια της νύχτας και δεξιά το ίδιο δέντρο κατά την διάρκεια της μέρας. At night (left) tree branches droop more than during the day (right). Credit: Image courtesy of Vienna University of Technology, TU Vienna

Μελετώντας το μοτίβο του «ύπνου» τους είδαν ότι τα κλαδιά των δέντρων κατά τη διάρκεια της νύχτας πέφτουν κατά 10 εκατοστά. Προκειμένου να αποκλείσουν την επίδραση των καιρικών συνθηκών και της περιοχής όπου βρίσκονταν τα δέντρα (υψόμετρο κτλ.), οι μετρήσεις έγιναν σε δέντρα της Αυστρίας της Φινλανδίας. Και οι δυο δοκιμές πραγματοποιήθηκαν υπό άρτιες καιρικές συνθήκες, χωρίς ανέμους ή υγρασία.

Το animation δείχνει τον τρόπο με τον οποίο χαλαρώνουν τα κλαδιά του δέντρου κατά τη νυχτερινή συσκότιση. The animation above shows how trees relax their branches during the hours of darkness (credit: Eetu Puttonen/Finnish Geospatial Research Institute/National Land Survey of Finland).

Παρατηρήθηκε ότι η πτώση των κλαδιών γινόταν σταδιακά, αγγίζοντας το κατώτερο σημείο περίπου δύο ώρες πριν από την ανατολή του ήλιου, ενώ επανέρχονταν στην αρχική τους θέση μέσα στο πρώτο δίωρο από την διάχυση του ηλιακού φωτός.

The animation above shows how the position of the tree changed from evening until morning. The tree appears to relax (credit: Eetu Puttonen/Finnish Geospatial Research Institute/National Land Survey of Finland).

Με τη βοήθεια σαρωτών λέιζερ, οι επιστήμονες μελέτησαν τις κινήσεις μεγάλων δέντρων με «ανάστημα» πάνω από 15 μέτρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Είδαν λοιπόν, ότι μόλις πέσει το σκοτάδι χαλαρώνουν τα κλαδιά τους, ενώ τα επαναφέρουν στην αρχική τους θέση μόλις ο ήλιος σκαρφαλώσει στον ουρανό.

Με τις μαύρες κουκίδες φαίνεται η θέση των κλαδιών στο τέλος της μέρας, ενώ με τις κόκκινες η θέση τους νωρίς το πρωί. The trees were monitored at the end of the day (see black dots) and early in the morning (see red dots) in Finland and Austria using infrared light.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι η πτώση των κλαδιών ενδεχομένως να οφείλεται στην πτώση της εσωτερικής πίεσης στα φυτικά κύτταρα των δέντρων, γεγονός που συνδέεται με την διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Κατά την διάρκεια της νύχτας, η φωτοσύνθεση σταματάει με αποτέλεσμα να μειώνεται η παραγωγή σακχάρων στα κύτταρα και μαζί και η πίεση.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ακόμα, ότι η όλη διαδικασία ενδεχομένως να επιτρέπει στα δέντρα να «ξεκουραστούν» και να επαναφέρουν τα επίπεδα της ενέργειάς τους έπειτα από το κυνήγι του ήλιου κατά τη διάρκεια της μέρας. Μέχρι στιγμής, αναφέρουν, ο μηχανισμός αφύπνισης των δέντρων δεν είναι ξεκάθαρος: θα μπορούσε να οφείλεται π.χ. στο σκαρφάλωμα του ήλιου στον ουρανό, ή στο εσωτερικό τους «ρολόι».

«Η κίνηση των φυτών και των δέντρων συνδέεται πάντα με τα επίπεδα του νερού στα κύτταρα, τα οποία επηρεάζονται από το ηλιακό φως κατά την διαδικασία της φωτοσύνθεσης» αναφέρει ο Αντράς Ζλίνσκι από την Ουγγρική Ακαδημία Επιστημών. Όπως εξηγεί ο ίδιος, οι μετρήσεις ως προς τις αλλαγές της θέσης ενός φυτού ακόμα και αν πρόκειται για ένα μικρό βότανο αποτελούν ιδιαίτερα δύσκολη υπόθεση καθώς η φωτογραφία, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί το ορατό φως γεγονός που επηρεάζει το μοτίβο «ύπνου» τους. Για τον λόγο αυτόν και προκειμένου να περιορίσουν την ενόχληση των δέντρων όσο το δυνατόν περισσότερο, οι ειδικοί κατέληξαν στην επιλογή σαρωτών λέιζερ/υπερύθρων.

«Πιστεύουμε ότι η σάρωση λέιζερ θα μας επιτρέψει να μελετήσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τα μοτίβα ύπνου των φυτών και των δέντρων αλλά και να επεκτείνουμε το εύρος των περιοχών που μελετάμε κάθε φορά με αποτέλεσμα να μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε τι συμβαίνει π.χ. σε ένα ολόκληρο δάσος» εξηγεί από την πλευρά του ο δρ Νόρμπερτ Πφάιφερ από το Πολυτεχνείο της Βιέννης (TU Wien), που επίσης συμμετείχε στη μελέτη.

Πηγή: Eetu Puttonen, Christian Briese, Gottfried Mandlburger, Martin Wieser, Martin Pfennigbauer, András Zlinszky, Norbert Pfeifer. Quantification of Overnight Movement of Birch (Betula pendula) Branches and Foliage with Short Interval Terrestrial Laser Scanning. Frontiers in Plant Science, 2016; 7 DOI: 10.3389/fpls.2016.00222

«Γιγάντια τσουνάμι» σημάδεψαν τον νεαρό Άρη. Mega-Tsunamis Resurfaced Shorelines of Early Mars’ Ocean, Researchers Say

Τα κύματα ενός χαμένου ωκεανού δημιούργησαν τις ρυτίδες του κόκκινου πλανήτη. Massive meteorite impacts triggered two mega-tsunamis in the early Martian ocean 3.4 billion years ago, according to scientists writing in the journal Scientific Reports, and these enormous waves forever scarred the Martian landscape.The young Mars would have had enough water to cover its entire surface in a liquid layer about 140 m deep, but it is more likely that the liquid would have pooled to form an ocean occupying almost half of Mars’s northern hemisphere, and in some regions reaching depths greater than 1.6 km. Image credit: M. Kornmesser / ESO / N. Risinger, skysurvey.org.

Διαβάζοντας προσεκτικά το αφυδατωμένο πρόσωπο του Άρη, αμερικανοί πλανητολόγοι υποστηρίζουν ότι διέκριναν ρυτίδες που σχηματίστηκαν από γιγάντια τσουνάμι στις ακτές ενός αρχαίου, χαμένου πια ωκεανού.

«Φανταστείτε  ένα γιγάντιο κόκκινο κύμα να έρχεται προς το μέρος σας, με ύψος μέχρι 120 μέτρα» σχολιάζει στο Nature ο Αλέξις Ροντρίγκεζ, ερευνητής του Ινστιτούτου Πλανητικής Επιστήμης στο Τούσον της Αριζόνα.

Πολυάριθμες προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι στα αρχικά στάδια της ζωής του ο Άρης πρέπει να ήταν ένας φιλόξενος υγρός κόσμος με λίμνες και θάλασσες.

From the shoreline of an ancient Martian ocean (top), tsunamis may have washed ashore two separate times, leaving behind piles of rocks and debris (brown, bottom images). Credit: Alexis Rodriguez

Πιο αμφιλεγόμενη παραμένει ωστόσο η θεωρία ότι το βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη καλυπτόταν από έναν ωκεανό. Ορισμένοι πλανητολόγοι διακρίνουν ίχνη μιας αρχαίας ακτής, η οποία όμως δεν είναι συνεχής όπως θα περίμενε κανείς.

Τα νέα ευρήματα

Ο σκουρόχρωμος σχηματισμός στο κέντρο της εικόνας είναι γεμάτος κομμάτια πάγου που θα μπορούσε να είχε αφήσει πίσω του ένα τσουνάμι. A 250-kilometre- long lobe of dark material might be the remnants of a tsunami that hit when Mars’ climate was cold enough to freeze the water into an ice-rich slush that crept across the landscape. Credit: Alexis Rodriguez

Η τελευταία μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο Scientific Reports έρχεται να ενισχύσει τη θεωρία ότι μεγάλα τμήματα της ωκεάνιας ακτής διαβρώθηκαν από τσουνάμι, τα οποία προκλήθηκαν από την πρόσκρουση αστεροειδών μέσα στο νερό.

Τα χτυπήματα αστεροειδών πρέπει να ήταν συχνά πριν από 3,4 δισεκατομμύρια χρόνια, την εποχή κατά την οποία χρονολογούνται τα νέα ευρήματα.

Regional view of sections of circum-Chryse highland-lowland boundary region made up of Chryse and Acidalia Planitiae lowlands and Tempe, Xanthe, and Arabia Terrae highlands. The boundary is breached by the planet’s largest outflow channels (blue arrows). The red and black lines trace the margins of the two documented tsunami events. Image credit: J. Alexis P. Rodriguez et al.

Η ομάδα του δρ Ροντρίγκεζ εστιάζει στα υψίπεδα του Arabia Terra, των οποίων οι πρόποδες δεν αποκλείονταν να βρέχονταν κάποτε από τον ωκεανό. Σε δορυφορικές εικόνες διακρίνεται ένας σχηματισμός αποτελούμενους από σκοτεινούς λοβούς που θα έφταναν κάποτε πιο βαθιά στην ενδοχώρα από ό,τι η αρχική ακτή.

Το σενάριο που προτείνουν οι ερευνητές είναι ότι ο σχηματισμός δημιουργήθηκε από δύο διαδοχικά τσουνάμι. Στο πρώτο επεισόδιο, το νερό έσπρωξε βράχους των δέκα μέτρων βαθιά μέσα στην ακτή, και στη συνέχεια υποχώρησε πίσω στον ωκεανό.

Η κατάσταση παρέμεινε ήσυχη για εκατομμύρια χρόνια, μέχρι που το κλίμα έγινε σημαντικά πιο ψυχρό. Όταν χτύπησε ο δεύτερος αστεροειδής, η επιφάνεια του ωκεανού είχε πια παγώσει, και το τσουνάμι ήταν ουσιαστικά ένα γιγάντιο κύμα από κομμάτια πάγου. Το κύμα στερεοποιήθηκε πριν προλάβει να υποχωρήσει στον ωκεανό και μετατράπηκε σε παγωμένα συντρίμμια που παραμένουν στην ίδια θέση μέχρι σήμερα.

Μένει να φανεί αν το σενάριο που προτείνει η μελέτη θα πείσει τους πλανητολόγους για τον χαμένο βόρειο ωκεανό του Άρη.

Στο μεταξύ, ο Ροντρίγκεζ θα αναζητήσει ενδείξεις τσουνάμι και σε άλλες περιοχές του πλανήτη, και θα αναζητήσει κρατήρες που μπορεί να παγίδευσαν το νερό στις ακτές και ενδεχομένως να προσέφεραν ένα φιλόξενο περιβάλλον για την εξέλιξη μικροβιακής ζωής.

Δύο άγνωστοι δεινόσαυροι «τανκ». New horned dinosaur species with 'spiked shield' identified

Διέθεταν εντυπωσιακή «πανοπλία» με μεγάλα κέρατα. Artist illustration by Mike Skrepnick of Spiclypeus shipporum, a newly described genus and species of horned dinosaur. Here, the dinosaur roams across a floodplain 76 million years ago. The fossil was discovered in 2005 in the Judith River Formation in Montana. Credit: Mike Skrepnick

Δύο άγνωστα είδη δεινοσαύρων ανακάλυψαν οι παλαιοντολόγοι σε περιοχή της πολιτείας της Μοντάνα. Πρόκειται για δύο εντυπωσιακούς στην όψη δεινοσαύρους που ήταν καλυμμένοι με αιχμηρές ακίδες, εξογκώματα και εντυπωσιακά μετωπιαία κέρατα.

Μοναδικοί

Καλλιτεχνική απεικόνιση του M.cronusi η όψη του οποίου ήταν πραγματικά εντυπωσιακή. Credit: (PatO'Connor/Ohio University)

Το ένα είδος ονομάστηκε Machairoceraptors cronusi και το άλλο Spiclypeus shipporum. Ήταν δύο φυτοφάγα είδη που ανήκουν στην ίδια οικογένεια με τον πολύ γνωστό Τρικεράπτωψ, τους Κερατοψείδες. Ο M. Cronusi ζούσε πριν από περίπου 77 εκ. έτη και έφτανε σε μήκος τα οκτώ μέτρα.

Meet Judith—a new species of horned dinosaur nicknamed for the Judith River Formation in Montana, U.S.A., where it was discovered. Judith was scientifically described and named Spiclypeus shipporum by museum palaeontologist Jordan Mallon. See an impressive skull reconstruction and the upper part of the dino’s front limb (humerus) that bears signs of a grave infection. Canadian Museum of Nature — http://nature.ca

Ο S.shipporum ζούσε πριν από περίπου 76 εκ. έτη και έφτανε σε μήκος τα 4.5 μέτρα.

A cast of the reconstructed skull of Spiclypeus shipporum shows the sideways-oriented horns and the spikes on its neck frill. 3D rendering by Hyperflow Studios. Skull reconstruction by Black Hills Institute.

Το στόμα τους έμοιαζε με ράμφος παπαγάλου και σύμφωνα με τους ειδικούς ήταν κατασκευασμένο έτσι ώστε να μπορεί να ξεριζώνει και να τρώει θάμνους και φυτά χαμηλής βλάστησης.

Dr. Jordan Mallon with the reconstructed skull of Spiclypeus shipporum, a newly described genus and species of horned dinosaur. The fossil comes from the Judith River Formation in Montana and dates to about 76 million years ago. Credit: Martin Lipman © Canadian Museum of Nature

«Πιστεύουμε ότι τα κέρατα δεν αποτελούσαν εργαλεία άμυνας ή επίθεσης αλλά αποτελούσαν είτε όργανα αναγνώρισης και ταυτοποίησης του είδους είτε όργανα επίδειξης και προσέλκυσης του αντίθετου φύλλου» αναφέρει ο Τζόρνταν Μάλον, παλαιοντολόγος Καναδικού Μουσείου Φύσης στην Οτάβα. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PLoS ONE».

Πηγή: PLOS ONE: Spiclypeus shipporum gen. et sp. nov., a Boldly ...

Λευκός νάνος κατασπαράζει τον γείτονα του. Stellar cannibalism transforms star into brown dwarf

Καλλιτεχνική απεικόνιση του εντυπωσιακού φαινομένου με τον λευκό νάνο να αποσπά την ύλη του γειτονικού του άστρου. Astronomers have detected a sub-stellar object that used to be a star, after being consumed by its white dwarf companion. White dwarf (right) stripping mass from the brown dwarf. Credit: Rene Breton, University of Manchester

Ένα εντυπωσιακό κοσμικό φαινόμενο εντόπισαν ερευνητές από τη Βρετανία. Χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο VLT στη Χιλή παρατήρησαν το δυαδικό σύστημα J1433 που βρίσκεται σε απόσταση 730 ετών φωτός μακριά από εμάς. Το σύστημα αποτελείται από ένα λευκό νάνο (ένα απομεινάρι ενός άστρου παρόμοιου με τον Ήλιο) γύρω από τον οποίο περιστρέφεται ένα άλλο άστρο η μάζα του οποίου είναι περίπου η μισή από αυτή του Δία. Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτό το άστρο περιστρέφεται γύρω από τον λευκό νάνο κάθε 78 λεπτά.

Το πιο εντυπωσιακό εύρημα όμως είναι ότι ο λευκός νάνος… κανιβαλίζει τον γείτονα του. Σύμφωνα με τους ερευνητές ο λευκός νάνος έχει ήδη καταφέρει να αποσπάσει το 90% του άλλου άστρου το οποίο μετατρέπεται σε ένα καφέ νάνο. Με τον όρο καφέ νάνο περιγράφονται τα κοσμικά σώματα που δεν είναι ούτε άστρα ούτε πλανήτες αλλά θεωρούνται «αποτυχημένα» άστρα.

Η μελέτη του φαινομένου θα αναμένεται να αποκαλύψει πολλά άγνωστα δεδομένα για το τι συμβαίνει στα δυαδικά συστήματα όπου το ένα άστρο δέχεται την επίθεση του άλλου. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Juan V. Hernández Santisteban, Christian Knigge, Stuart P. Littlefair, Rene P. Breton, Vikram S. Dhillon, Boris T. Gänsicke, Thomas R. Marsh, Magaretha L. Pretorius, John Southworth, Peter H. Hauschildt. An irradiated brown-dwarf companion to an accreting white dwarf.Nature, 2016; 533 (7603): 366 DOI: 10.1038/nature17952

Αρσενικές αράχνες προσφέρουν γαμήλια δώρα για να αποφύγουν τον κανιβαλισμό. The shield effect: nuptial gifts protect males against pre-copulatory sexual cannibalism

Αν ψάχνετε κατάλληλο δώρο, μια ψόφια μύγα είναι η καλύτερη ιδέα. Typically, the nuptial gifts of male nursery web spiders are the silk-wrapped carcasses of their prey. In a recent study, researchers in Denmark found that males who didn’t present their potential mates with a gift were more likely to end up eaten. Pictured above, a nursery web spider eats a fly.

Αν η κυρία δεν μείνει ικανοποιημένη με το δώρο, ο μνηστήρας θα διαμελιστεί: σε ένα μικρό είδος αράχνης που ζει και στην Ελλάδα, τα αρσενικά προσφέρουν γαμήλια δώρα στο υποψήφιο ταίρι τους προκειμένου να κατευνάσουν τις κανιβαλιστικές ορέξεις του.

Όπως αναφέρουν στην επιθεώρηση Biology Letters ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ώρχους στη Δανία, οι αρσενικές αράχνες Pisaura mirabilis που φλερτάρουν τα θηλυκά προσφέροντας ψόφιες μύγες ως γαμήλιο δώρο έχουν έξι φορές μεγαλύτερη πιθανότητα να επιζήσουν και να ζευγαρώσουν.

Οι δώρα φέροντες...

Καλοπιάνουν τη νύφη, ενώ αν το δώρο τους δεν αρέσει κινδυνεύουν με... διαμελισμό. While sexual cannibalism runs rampant in the spider community, nursery web spiders (Pisaura mirabilis) are among the few spider species who are known to give nuptial gifts. And, similar behaviour is seen throughout the animal kingdom. A nursery web spider is pictured above, on a web.

Η τακτική των «γαμήλιων δώρων» έχει εξάλλου παρατηρηθεί και σε αρκετά ακόμα ασπόνδυλα. Σε πολλές περιπτώσεις, το δώρο είναι κάποια ποσότητα τροφή που αυξάνει την πιθανότητα επιβίωσης των απογόνων. Αυτό όμως φαίνεται πως δεν ισχύει στην περίπτωση της Pisaura mirabilis, αφού η πιθανότητα κανιβαλιστικής επίθεσης δεν μειωνόταν όταν το θηλυκό ήταν ήδη χορτασμένο.

Το συμπέρασμα των ερευνητών είναι ότι η τακτική των γαμήλιων δώρων απλά κατευνάζει την επιθετικότητα των θηλυκών.

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.