Υποψήφια για ζωή η Ελλάς (του Άρη). A funnel on Mars could be a place to look for life

Ίσως η Ελλάς στον Άρη να φιλοξενεί ζωή. A strangely shaped depression on Mars could be a new place to look for signs of life on the Red Planet, according to a new study. The depression was probably formed by a volcano beneath a glacier and could have been a warm, chemical-rich environment well suited for microbial life. Hellas as it is today as seen in this photo taken by the Hubble Space Telescope. Credit: NASA/ESA

Η Ελλάς (Hellas) είναι μία τεράστια πεδιάδα και κυκλική-ελλειπτική λεκάνη από πρόσκρουση αστεροειδούς που βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο του Άρη. 

Η τεράστια λεκάνη του Κόκκινου Πλανήτη ίσως διαθέτει φιλικές στη ζωή συνθήκες. (Left) A graph charting the depth of the Hellas depression at different points, and a topographic map of the depression. (Right) A graph charting the depth of the Galaxias Fossae depression at different points, and a topographic map of the depression. Credit: Joseph Levy/NASA

Μια νέα μελέτη υποδεικνύει ένα σημείο της πεδιάδας το οποίο διαθέτει πιθανώς συνθήκες φιλικές στη ζωή και έτσι αν ψάξουμε για ζωή στον Άρη το σημείο αυτό είναι πολύ ισχυρός υποψήφιος.

Τεράστια

The strange, funnel-shaped depression was found inside a crater on the rim of the Hellas basin, and it’s surrounded by ancient glacial deposits.

Η Ελλάς είναι ο δεύτερος ή ο τρίτος μεγαλύτερος κρατήρας προσκρούσεως που είναι γνωστός σε ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα. Ο πυθμένας της λεκάνης βρίσκεται 7.152 μέτρα κάτω από το μέσο επίπεδο της αρειανής επιφανείας. Το μήκος της Ελλάς εκτείνεται σε μέγιστο μήκος περίπου 2.300 χιλιομέτρων. Εξαιτίας των μεγάλων της διαστάσεων και του ανοικτόχρωμου της επιφανείας της σε σχέση με τη γύρω περιοχή, η Ελλάς ήταν ένα από τα πρώτα αρειανά χαρακτηριστικά που ανακαλύφθηκαν με τηλεσκόπιο από τη Γη.

The site was first detected in 2009, when researchers noticed that the crack-like features in images captured by the Mars Reconnaissance Orbiter were similar to ‘ice cauldrons’ in Iceland and Greenland. An ice cauldron in Iceland's Vatnajökull ice cap is pictured. Credit: Joseph Levy et. al.

Πριν από λίγα χρόνια εντοπίστηκε στην Ελλάς μια μυστηριώδης γεωλογική δομή σε σχήμα ομόκεντρων κύκλων. Η δομή αυτή περιβάλλεται από παγετώνα. Ερευνητές του Ινστιτούτου Γεωφυσικής του Πανεπιστημίου του Τέξας υποστηρίζουν ότι ο γεωλογικός σχηματισμός είναι αποτέλεσμα υπόγειας ηφαιστειακής δραστηριότητας. Σύμφωνα με τους ερευνητές στο σημείο αυτό είναι πιθανό να υπάρχει ζέστη, νερό σε υγρή μορφή αλλά και χημικά συστατικά που ανήκουν σε αυτό που οι ειδικοί ονομάζουν «δομικά υλικά» της ζωής. Με απλά λόγια έχει δημιουργηθεί εκεί ένα περιβάλλον ιδανικό για την παρουσία της ζωής.

Πηγή: Joseph S. Levy, Timothy A. Goudge, James W. Head, Caleb I. Fassett. Candidate volcanic and impact-induced ice depressions on Mars. Icarus, 2016; DOI: 10.1016/j.icarus.2016.10.021

Έρχεται η υπερ-Σελήνη! We're about to see a record-breaking supermoon

Θα είναι η μεγαλύτερη πανσέληνος των τελευταίων 70 ετών. The supermoon on Nov. 14 will be very rare. On the night of Monday, Nov. 14, you’ll see the biggest moon in the sky in 70 years. AP

Το μεγαλύτερο φεγγάρι που είχαν ποτέ την ευκαιρία να δουν οι περισσότεροι άνθρωποι που είναι σήμερα ζωντανοί, θα υπάρξει κατά την πανσέληνο της 14ης Νοεμβρίου. Τη μέρα εκείνη η Σελήνη θα πλησιάσει στη Γη περισσότερο από κάθε άλλη φορά και έτσι θα φαίνεται η μεγαλύτερη που έχει υπάρξει μετά το 1948, δηλαδή εδώ και σχεδόν 70 χρόνια.

A comparison of the Moon at perigee (its closest to Earth, at left) and at apogee (its farthest from us). The change in distance makes the full Moon look 14% larger at perigee than at apogee. and nearly 30% larger in area. Credit: Sky and Telescope, Laurent Laveder

Η επόμενη φορά που το φεγγάρι θα βρεθεί πάλι τόσο κοντά και θα φαίνεται τόσο μεγάλο και φωτεινό, θα είναι το Νοέμβριο του 2034, σύμφωνα με τη NASA. Στις 14 Νοεμβρίου φέτος η Σελήνη θα φαίνεται έως 7% μεγαλύτερη και 16% φωτεινότερη σε σχέση με την μέση πανσέληνο.

Πότε και πώς

Supermoons can appear 30 percent brighter and up to 14 percent larger than typical full moons. Learn what makes a big full moon a true 'supermoon' in this Space.com infographic. Credit: Karl Tate/SPACE.com

Η σούπερ-πανσέληνος θα φθάσει στο μέγιστό της στις 15:52 ώρα Ελλάδος στις 14 Νοεμβρίου. Στην πραγματικότητα και τα δύο συνεχόμενα βράδια της 13ης και της 14ης Νοεμβρίου, η πανσέληνος θα είναι εντυπωσιακή. Εννοείται ότι ο ίδιος ο δορυφόρος δεν αλλάζει μέγεθος, αλλά μεταβάλλεται η απόστασή του από εμάς. Η Σελήνη ακολουθεί μια ελλειπτική τροχιά και η απόστασή της από τον πλανήτη μας δεν είναι σταθερή. Έτσι, τόσο το κοντινότερο σημείο της (περίγειο), όσο και το πιο μακρινό (απόγειο), εμφανίζουν αυξομειώσεις από μήνα σε μήνα. Η μέση απόσταση Γης-Σελήνης είναι 384.400 χιλιόμετρα, αλλά αυξάνεται κατά 5% περίπου στο απόγειο και μειώνεται κατά 5% στο περίγειο.

Nothing beats a bright and beautiful "supermoon." Except maybe, three supermoons! 2016 ends with a trio of full moons at their closest points to Earth.

Εντυπωσιακή ήταν επίσης η πανσέληνος της 16ης Οκτωβρίου, ενώ θεαματική θα είναι και η επόμενη της 14ης Δεκεμβρίου, αν και όχι όπως αυτή στα μέσα Νοεμβρίου. Ο όρος υπέρ-Σελήνη ή σούπερ-Σελήνη (όταν η πανσέληνος συμπίπτει με το περίγειο) δεν είναι επιστημονικός, αλλά δημιουργήθηκε το 1979 από τον αστρολόγο Ρίτσαρντ Νόλε.

Πηγή: Το Βήμα Online

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τι συνέβη μετά την έκρηξη στη Σαντορίνη. New evidence on what caused tsunamis after massive Santorini volcanic eruption in the Bronze Age

Τι προκάλεσε το καταστροφικό τσουνάμι και τι επιπτώσεις είχε στην ευρύτερη περιοχή. View, looking North, of the northern part of the Santorini caldera. The island of Therasia (left) is separated from the island of Thera (right) by a channel, that is now thought to have formed at the end of the Late Bronze Age eruption.

Το καταστροφικό τσουνάμι που σάρωσε το προϊστορικό Αιγαίο μετά την κατακλυσμική έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης δεν προκλήθηκε από την ταυτόχρονη κατάρρευση των τοιχωμάτων της καλδέρας, όπως πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες, αλλά από την τεράστια ποσότητα πυροκλαστικών ηφαιστειακών υλικών που έπεσαν απότομα μέσα στη θάλασσα.

Αυτό προκύπτει από μία νέα έρευνα Ελλήνων και άλλων επιστημόνων, που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature Communications», με επικεφαλής την Παρασκευή Νομικού, επίκουρη καθηγήτρια Φυσικής Γεωγραφίας και Γεωλογικής Ωκεανογραφίας του Τμήματος Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Τα στοιχεία

Δείτε ένα εντυπωσιακό βίντεο για την έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης και τι ακολούθησε.

Οι επιστήμονες παρουσιάζουν νέα βαθυμετρικά και σεισμικά στοιχεία, τα οποία αποδεικνύουν ότι η καλδέρα δεν ήταν ανοιχτή προς τη θάλασσα κατά τη διάρκεια της κύριας φάσης της έκρηξης, αλλά πλημμύρισε με νερό, αφότου η έκρηξη είχε πια ολοκληρωθεί.

Η μέχρι σήμερα κυρίαρχη θεωρία ήταν ότι κατά την ηφαιστειακή έκρηξη, εξαιτίας της οποίας κατέρρευσε το ηφαιστειακό συγκρότημα στη θάλασσα, δημιουργήθηκε μία τεράστια καλδέρα, με διαστάσεις δέκα επί επτά χιλιομέτρων, και αυτή η κατάρρευση προκάλεσε τσουνάμι. Η νέα θεωρία αμφισβητεί τις έως τώρα εκτιμήσεις για το πώς προκλήθηκε το τσουνάμι.

Πώς μεγάλωσε και πλημμύρισε η προϋπάρχουσα καλδέρα

View across the northern part of Santorini's flooded caldera.

Οι πρόσφατες έρευνες της κ. Νομικού και των άλλων ερευνητών, που έγιναν στον βυθό γύρω από το νησί, έφεραν στο φως στα βορειοδυτικά της καλδέρας ένα υποθαλάσσιο κανάλι, πλάτους ενός χιλιομέτρου και μήκους τριών χιλιομέτρων, το οποίο συνέδεε την καλδέρα με τη θάλασσα. Αυτό το κανάλι, το οποίο αρχικά είχε κλείσει από την τέφρα και υλικά της έκρηξης, στη συνέχεια -όπως ένα φράγμα που σπάει- υποχώρησε ξαφνικά και έτσι η έως τότε σχεδόν στεγνή καλδέρα γέμισε με θαλασσινό νερό, μέσα σε λιγότερο από δύο ημέρες ή ακόμη και σε λίγες ώρες.

Όταν έγινε η ηφαιστειακή έκρηξη, σύμφωνα με τους επιστήμονες, υπήρχε ελάχιστο έως καθόλου νερό μέσα στην καλδέρα, η οποία ήταν απομονωμένη από τη γύρω θάλασσα. Προ της έκρηξης, στο βόρειο τμήμα του ηφαιστειακού πεδίου, η Σαντορίνη διέθετε, ήδη, μία ρηχή καλδέρα σαν λιμνοθάλασσα, που είχε δημιουργηθεί από προηγούμενη έκρηξη πριν από 18.000 χρόνια.

Η κατοπινή μεγάλη έκρηξη του 1610 π.Χ. βάθυνε και διεύρυνε εκείνη την αρχαιότερη καλδέρα, η οποία τελικά πλημμύρισε με νερό, όταν στη βορειοδυτική περιοχή μεταξύ Οίας-Θηρασίας, που έως τότε ήταν πάνω από το επίπεδο της θάλασσας, άνοιξε ένα κανάλι προς τη θάλασσα. Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι για να γίνει αυτό, εκτοπίσθηκαν από τα εισρέοντα νερά πετρώματα όγκου 2 έως 2,5 κυβικών χιλιομέτρων.

Αυτό το απότομο πλημμυρικό συμβάν, που έγινε με χρονική υστέρηση σε σχέση με την κυρίως έκρηξη, σταμάτησε όταν το νερό μέσα στην καλδέρα έφθασε στο επίπεδο της θάλασσας (κάτι ανάλογο συνέβη με την πλημμύρα που γέμισε με νερό τη Μαύρη Θάλασσα πριν περίπου 8.400 χρόνια). Λίγο μετά, τα νερά της θάλασσας άνοιξαν ακόμη δύο κανάλια στα νοτιοδυτικά της καλδέρας.

Όμως, ενώ αυτή η μαζική πλημμύρα προκάλεσε κύματα μέσα στην ίδια την καλδέρα, δεν θεωρείται ικανή να έχει προκαλέσει μεγάλα κύματα έξω από αυτήν. Συνεπώς, θεωρείται απίθανο να δημιούργησε τσουνάμι, μάλιστα, τόσο μεγάλης κλίμακας. Για να είχε δημιουργηθεί τσουνάμι κατά την κατάρρευση της καλδέρας, θα πρέπει αυτή να ήταν ήδη γεμάτη νερό και να συνδεόταν με την ανοιχτή θάλασσα. Κάτι τέτοιο, όμως, όπως δείχνει η νέα μελέτη, δεν συνέβαινε τότε, αλλά συνέβη αργότερα, καθώς η καλδέρα πλημμύρισε και συνδέθηκε με τη θάλασσα μόνο όταν πια είχε τελειώσει η έκρηξη του ηφαιστείου.

Τι προκάλεσε το τσουνάμι

Image of the northern ‘breach’ in the Santorini caldera, and the scour and channel that cut through it. From Nomikou et al., 2016.

Αντίθετα, οι ερευνητές εντόπισαν στον βυθό, στα ανοιχτά των ακτών της Σαντορίνης, εναποθέσεις πυροκλαστικών υλικών πάχους έως 60 μέτρων, τα οποία -κατά την έκρηξη του ηφαιστείου- εκτινάχθηκαν γρήγορα προς κάθε κατεύθυνση στη θάλασσα γύρω από το νησί. Αυτός ο μεγάλος όγκος των πυροκλαστικών ροών (της τάξης των 30 έως 80 κυβικών χιλιομέτρων) εκτιμάται ότι εκτόπισε, αντίστοιχα, μεγάλες ποσότητες νερού και ήταν ικανός να προκαλέσει το τσουνάμι.

Metre-wide block of stromatolite, thrown out during the LBA eruption, now in the entrance to the Heliotopos hotel.

Όπως δήλωσε στο Αθηναϊκό και Μακεδονικό Πρακτορείο Ειδήσεων η κ. Νομικού, «εδώ και χρόνια οι επιστήμονες μελετούν τη μορφολογία του ηφαιστείου της Σαντορίνης για να βρουν ποια τμήματά του καταποντίστηκαν και ποια έμειναν στην επιφάνεια μετά την έκρηξη. Η νέα μελέτη μας δείχνει ότι υπήρχε ένα κανάλι μεταξύ Οίας και Θηρασιάς, το οποίο μπαζώθηκε από την έκρηξη και έτσι η κύρια καλδέρα γκρεμίστηκε χωρίς να προκαλέσει τσουνάμι. Στη συνέχεια, όταν έσπασε το φράγμα στο κανάλι μεταξύ Οίας-Θηρασιάς, εισχώρησε το θαλασσινό νερό στην καλδέρα το πολύ μέσα σε δύο ημέρες».

«Κάτι τέτοιο, όμως, δεν προκάλεσε το τσουνάμι. Αυτό δημιουργήθηκε, επειδή κατά την τρίτη και την τέταρτη φάση της έκρηξης εκτινάχθηκαν στον αέρα μεγάλες ποσότητες ηφαιστειακής τέφρας, πυροκλαστικές ροές που στη συνέχεια εισχώρησαν στον υποθαλάσσιο χώρο. Αυτές τελικά προκάλεσαν το τσουνάμι, το οποίο επηρέασε τη βόρεια Κρήτη και όλη την ανατολική Μεσόγειο», πρόσθεσε η Ελληνίδα επιστήμονας.

Krakatoa – before and after: notice how much of the island of Rakata (labelled Krakatau) has disappeared in the eruption; and the large shoals of pumice that formed new islands north-west of Krakatau (Proceedings of the Royal Geographical Society).

Κύματα ύψους, τουλάχιστον, εννέα μέτρων έφθασαν στη βόρεια Κρήτη και πλημμύρισαν διάφορες περιοχές, όπως δείχνουν ευρήματα σε μινωικές αρχαιολογικές τοποθεσίες, όπως το Παλαιόκαστρο. Αυτή η νέα θεωρία είναι σύμφωνη με υπάρχουσες μελέτες, που αποδεικνύουν ότι οι πυροκλαστικές ροές ήταν, επίσης, η κύρια αιτία για το τσουνάμι που προκλήθηκε κατά την ισχυρή έκρηξη του ηφαιστείου Κρακατόα της Ινδονησίας  το 1883.

Πλήγμα στους Μινωίτες, αλλά όχι κατάρρευση

Bronze Age street scene – Akrotiri, Santorini. Precursory earthquakes damaged the town. But there was time for the residents to clear up rubble (foreground), and rescue furniture (those are casts of bed frames in the street), before the town was buried in pumice.

Η έκρηξη του ηφαιστείου της Σαντορίνης κατά την Ύστερη Εποχή του Χαλκού ήταν μία από τις μεγαλύτερες των τελευταίων 10.000 ετών σε όλον τον κόσμο. Η επικρατέστερη επιστημονική εκτίμηση είναι ότι η έκρηξη του ηφαιστείου της Θήρας έγινε περίπου το 1610 π.Χ. (συν/πλην 15 χρόνια).

Ο Μινωικός Πολιτισμός στην Κρήτη καταστράφηκε πολύ αργότερα, περί το 1450 π.Χ. Συνεπώς, σύμφωνα με την κ. Νομικού, η έκρηξη του ηφαιστείου και το επακόλουθο τσουνάμι αποτέλεσε μεν ένα πλήγμα που κατέστησε πιο ευάλωτο τον πολιτισμό των Μινωιτών, αλλά ο τελευταίος κατέρρευσε από άλλες ενδογενείς αιτίες, τουλάχιστον ενάμιση αιώνα αργότερα.

Στη νέα μελέτη συμμετείχαν, από ελληνικής πλευράς, ο καθηγητής Δημήτρης Παπανικολάου και η Δανάη Λαμπρίδου του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Αθηνών, καθώς, επίσης, επιστήμονες από τη Γαλλία, τη Βρετανία, τη Γερμανία, τις ΗΠΑ και την Ισλανδία.

Μια νέα θεωρία για την βαρύτητα εξηγεί την σκοτεινή ύλη. New theory of gravity might explain dark matter

The rotation curve of typical spiral galaxy M33 (yellow and blue points with errorbars) and the predicted one from distribution of the visible matter (white line). The discrepancy between the two curves is accounted for by adding a dark matter halo surrounding the galaxy. Though dark matter is by far the most accepted explanation of the rotation problem, other proposals have been offered, including Modified Newtonian Dynamics (MOND) and this new theory of Emergent Gravity. Image credit: Wikimedia Commons

Για ποιο λόγο κοσμικές δομές, όπως οι εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών, δεν κινούνται όπως περιγράφει η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν;

Σύμφωνα με τους περισσότερους φυσικούς, η απάντηση κρύβεται στη σκοτεινή ύλη, ένα υλικό με μυστηριώδη φύση, αφού δεν έχει ανιχνευθεί πειραματικά καθώς δεν εκπέμπει ούτε απορροφά ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως για παράδειγμα φως.

Professor Erik Verlinde, University of Amsterdam, Delta Institute for Theoretical Physics. Image credit: University of Amsterdam

Ωστόσο, μερικοί επιστήμονες υποστηρίζουν πως, αντί να «προδίδουν» την ύπαρξη ενός εξωτικού υλικού, τέτοιες ασυμφωνίες απλώς «προδίδουν» το γεγονός ότι η Γενική Θεωρία δεν περιγράφει με ακρίβεια τη συμπεριφορά της βαρύτητας. Ανάμεσά τους, ο Ολλανδός Έρλικ Βελρίντε, καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ και το Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής Delta, ο οποίος από το 2010 έχει προτείνει ένα εναλλακτικό μοντέλο περιγραφής της βαρύτητας.

Στα χρόνια που μεσολάβησαν, ο Βελρίντε συνέχισε να βελτιώνει το μοντέλο του, ώστε να ταιριάζει ακόμη καλύτερα με τα παρατηρησιακά δεδομένα. Έτσι, χθες δημοσίευσε άρθρο (Emergent Gravity and the Dark Universe) το οποίο εξηγεί πώς αυτή η εναλλακτική περιγραφή μπορεί να εξηγήσει τις ανωμαλίες στην κίνηση των εξωτερικών περιοχών των γαλαξιών, καταργώντας την ανάγκη ύπαρξης της σκοτεινής ύλης.

Σύμφωνα με τη θεωρία του Ολλανδού φυσικού, η βαρύτητα δεν αποτελεί μία θεμελιώδη δύναμη στο σύμπαν, αλλά ένα «αναδυόμενο φαινόμενο». Έτσι με τον ίδιο τρόπο που η θερμοκρασία ενός σώματος είναι η εκδήλωση της κινητικής κατάστασης των μορίων του, η βαρύτητα σύμφωνα με τον Βελρίντε δεν είναι τίποτε άλλο από την εκδήλωση των μεταβολών που υφίστανται στοιχειώδη bit πληροφορίας, τα οποία είναι ενσωματωμένα στη δομή του χωροχρόνου.

Από τα πρώτα βήματα διατύπωσης της θεωρίας του, ο επιστήμονας μπόρεσε να δείξει πώς ο παραπάνω μηχανισμός συμφωνεί με όλα τα φαινόμενα που περιγράφονται από τον Δεύτερο Νόμο του Νεύτωνα – από την πτώση μίας πέτρας, μέχρι την κίνηση ενός δορυφόρου γύρω από τη Γη. Τώρα, παρουσιάζει πώς μπορεί να εξηγήσει τις ανωμαλίες στην κίνηση των εξωτερικών περιοχών των γαλαξιών, χωρίς καμία παραπομπή στη σκοτεινή ύλη.

«Έχουμε ενδείξεις ότι αυτή η νέα θεώρηση για τη βαρύτητα συμφωνεί με τις παρατηρήσεις», λέει ο ίδιος στην ιστοσελίδα του Ινστιτούτου Delta. «Όπως φαίνεται, στις μεγάλες κλίμακες, η βαρύτητα δεν συμπεριφέρεται όπως προβλέπει η θεωρία του Αϊνστάιν».

Our three-dimensional universe may be a hologram with just two spatial dimensions, according to a mathematical analysis. ( TU Wien )

Βασικός «πυλώνας» της θεωρίας του Βελρίντε είναι μία παραλλαγή που ο ίδιος επινόησε της Ολογραφικής Αρχής, την οποία διατύπωσε ο Γκέραρντ Χουφτ, καθηγητής και μέντοράς του, με τον Λέοναρντ Σάσκιντ από το πανεπιστήμιο Στάντφορντ στις ΗΠΑ. Στην εκδοχή που διατύπωσαν την Ολογραφική Αρχή οι δύο επιστήμονες, όλα τα φαινόμενα στο σύμπαν αποθηκεύονται ως πληροφορίες σε δύο διαστάσεις, δηλαδή σε μία φανταστική επιφάνεια που περιβάλλει το σύμπαν.

Σύμφωνα με τον Βελρίντε, αυτό δεν είναι απόλυτα σωστό, αφού ένα μέρος των πληροφοριών αποθηκεύονται στον ίδιο τον χώρο. Επομένως, παρόλο που η «συμβατική» βαρύτητα μπορεί να κωδικοποιηθεί από τις πληροφορίες στη δισδιάστατη επιφάνεια, στις επιπλέον πληροφορίες που είναι ενσωματωμένες στον χώρο οφείλονται οι ανωμαλίες που αποδίδονται στη σκοτεινή ύλη.

Το κίνητρο για προσπάθειες όπως του Βελρίντε για αναθεώρηση της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας δεν είναι μόνο πως η περιγραφή του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα δεν εξηγεί συμπαντικά φαινόμενα όπως η κίνηση των εξωτερικών περιοχών του σύμπαντος, αλλά και το γεγονός ότι έρχεται σε αντίθεση με την Κβαντική φυσική – τον δεύτερο βασικό «πυλώνα» της φυσικής.

Μάλιστα, οι δύο θεωρίες «συναντιούνται» στην περίπτωση των μαύρων τρυπών, καταλήγοντας σε αντικρουόμενα συμπεράσματα. «Πολλοί θεωρητικοί φυσικοί όπως εγώ αναπτύσσουν παραλλαγές της θεωρίας της βαρύτητας, έχοντας κάνει σημαντικά βήματα. Ίσως βρισκόμαστε στην αυγή μίας νέας επιστημονικής επανάστασης, η οποία θα αλλάξει δραστικά την εικόνα μας για τη φύση του χώρου, του χρόνου και της βαρυτικής δύναμης», καταλήγει ο επιστήμονας.

Πηγή: New theory of gravity might explain dark matter

Steven Weinberg: Πώς να εξηγήσουμε τον κόσμο. Steven Weinberg: To Explain the World

Μια αριστοτεχνική περιγραφή της ιστορίας της επιστήμης, από την αρχαία έως τη σύγχρονη εποχή, από τον βραβευμένο με Νόμπελ φυσικό Steven Weinberg—ένα προκλητικό και σημαντικό βιβλίο γραμμένο από έναν από τους πλέον διακεκριμένους επιστήμονες και διανοούμενους της εποχής μας. A Nobel laureate draws on present-day knowledge to animate this fine history of science.

Ο Steven Weinberg είναι περισσότερο γνωστός, όχι τόσο από τη συνεισφορά του στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων – για την οποία τιμήθηκε με το νόμπελ φυσικής το 1979 – αλλά κυρίως μέσα από το βιβλίο του «Τα τρία πρώτα λεπτά» (“The First Three Minutes: A Modern View Of The Origin Of The Universe” , 1^η έκδοση 1977) μέσα από το οποίο διδάχθηκαν για πρώτη φορά την φυσική της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης, όχι μόνο το ευρύ κοινό, αλλά και κορυφαίοι επιστήμονες του σήμερα.

Στο τελευταίο του βιβλίο, με τίτλο «Πως να εξηγήσουμε τον κόσμο, Το Ταξίδι Για Την Ανακάλυψη Της Σύγχρονης Επιστήμης» (μετάφραση Αιμιλία-Αλεξάνδρα Κρητικού, εκδόσεις ΡΟΠΗ) ανατρέχει στην ιστορία της επιστήμης από την ελληνική αρχαιότητα έως τον Νεύτωνα.

Το βιβλίο χωρίζεται σε 4+2 μέρη. Το 1o μέρος αναφέρεται στην φυσική της αρχαίας Ελλάδας, το 2o στην αστρονομία της αρχαίας Ελλάδας, το 3o στην επιστήμη του μεσαίωνα, το 4o στην επιστημονική επανάσταση από τον Κοπέρνικο μέχρι τον Νεύτωνα και κλείνει με τον επίλογο, την μεγάλη αναγωγή. Επιπλέον, στο παράρτημα του βιβλίου με τίτλο «Τεχνικές σημειώσεις» περιλαμβάνονται 35 πολύ σύντομες ενότητες για τους αναγνώστες που θα ήθελαν να κερδίσουν μερικές επιπλέον γνώσεις φυσικής και αστρονομίας.

Το βιβλίο αυτό διαβάζεται ευχάριστα και άνετα από κάποιον που δεν έχει καμία επαφή με την φυσική και τα μαθηματικά, αφού προέκυψε από τις σημειώσεις ενός μαθήματος που δίδασκε ο Weinberg στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, σε φοιτητές χωρίς ιδιαίτερο υπόβαθρο στη φυσική, την αστρονομία, τα μαθηματικά ή την ιστορία.

Nobel Prize-winning physicist Steven Weinberg spoke about science and history, drawing from his book “To Explain the World: The Discovery of Modern Science.” Professor Weinberg painted a new and compelling picture of the development of scientific thought and exploration in a conversation moderated by Peabody Award-winning journalist John Hockenberry.

Ο Weinberg είναι θεωρητικός φυσικός και όχι ιστορικός, αλλά όπως παραδέχεται ο ίδιος, με την πάροδο των χρόνων η ιστορία της επιστήμης του ασκούσε ολοένα και μεγαλύτερη γοητεία. Είναι φανερό ότι για να γράψει αυτό το βιβλίο έκανε την δική του ιστορική έρευνα (ανακαλύπτοντας μάλιστα και κάποια σφάλματα από πρωταγωνιστές της επιστήμης του παρελθόντος, για τα οποία δεν υπάρχει καμία αναφορά από τους εξειδικευμένους ιστορικούς). Το βιβλίο πέρα από την συνεπέστατη ιστορική του αφήγηση, έχει και μια επιπλέον αξία διότι πρόκειται για την επιστήμη του παρελθόντος μέσα από την οπτική ενός από τους κορυφαίους επιστήμονες της εποχής μας.

Ο Weinberg προσπαθεί αφενός μεν να δώσει στον αναγνώστη μια ιδέα σχετικά με ό,τι συνέβη στην ιστορία των θετικών επιστημών και αφετέρου μια αίσθηση του πόσο δύσκολη υπήρξε όλη αυτή η πορεία. Δεν ασχολείται μόνο για το πώς φτάσαμε να αποκτήσουμε διάφορες γνώσεις για τον κόσμο, κάτι που αποτελεί χρέος της ιστορίας της επιστήμης. Ενδιαφέρεται να αναδείξει «το πώς κατορθώσαμε να μάθουμε τον τρόπο να γνωρίζουμε τον κόσμο».

… και μερικές συμπτώσεις

Από τη μία, το βιβλίο του Weinberg επικεντρώνεται στη φυσική και στην αστρονομία, τις δυο επιστήμες που (κατά σύμπτωση) βρίσκονται σε διωγμό από τα  σχολεία της μέσης εκπαίδευσης. Και η μεν αστρονομία έπαψε να διδάσκεται πλέον, η δε φυσική θα βρεθεί σύντομα στον τάφο της αστρονομίας, αφού με αποφάσεις των μέχρι τώρα υπουργών παιδείας μειώνονται οι ώρες διδασκαλίας της, καταργούνται οι ώρες των εργαστηρίων, περιορίζεται η ύλη της κ.ο.κ.

Από την άλλη, η ελληνική έκδοση του βιβλίου του Weinberg προλογίζεται από τον Κώστα Γαβρόγλου, καθηγητή της ιστορίας των επιστημών στο Πανεπιστήμιο Αθηνών, που (συμπτωματικά) ορκίστηκε ως ο νέος υπουργός παιδείας. Στον πρόλογό του ο Κώστας Γαβρόγλου, με ένα ομολογουμένως ασυνήθιστο ύφος για εισαγωγή και παρουσίαση βιβλίου, ασκεί κριτική στις ιστοριογραφικές επιλογές του Weinberg και υπερασπίζεται με θέρμη τις αρχές της κοινότητας των ιστορικών και φιλοσόφων της επιστήμης, που κατά κάποιο τρόπο παραβιάζει ο θεωρητικός φυσικός (μπορείτε να διαβάσετε την εισαγωγή του ΕΔΩ: http://www.anixneuseis.gr/?p=153762).

Ίσως λοιπόν με τον νέο υπουργό παιδείας, έναν καθηγητή της ιστορίας των επιστημών, ακόμα κι αν η φυσική πάψει να διδάσκεται σε γυμνάσια και λύκεια – όπως συνέβη με την αστρονομία – θα διδάσκεται τουλάχιστον η ιστορία τους. Από το θαυμάσιο βιβλίο του Weinberg.

Αστρικά πυροτεχνήματα. Tsunami of Stars and Gas Produces Dazzling Eye-shaped Feature in Galaxy

Ο IC 2163 (αριστερά) και ο NGC 2207 (δεξιά) βρίσκονται σε διαδικασία συγχώνευσης προκαλώντας την παραγωγή αναρίθμητων άστρων. Astronomers have discovered a tsunami of stars and gas that is crashing midway through the disk of a spiral galaxy known as IC 2163. This colossal wave of material -- which was triggered when IC 2163 recently sideswiped another spiral galaxy dubbed NGC 2207 -- produced dazzling arcs of intense star formation that resemble a pair of eyelids. Galaxies IC 2163 (left) and NGC 2207 (right) recently grazed past each other, triggering a tsunami of stars and gas in IC 2163 and producing the dazzling eyelid-like features there. ALMA image of carbon monoxide (orange), which revealed motion of the gas in these features, is shown on top of Hubble image (blue) of the galaxy pair. Credit: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble Space Telescope

Ομάδα αστρονόμων χρησιμοποιώντας την συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων ALMA εντόπισαν ένα εντυπωσιακό φαινόμενο. Σε απόσταση 114 εκ. ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Μεγάλου Κυνός δύο γαλαξίες (ο IC 2163 και ο NGC 2207) βρίσκονται σε διαδικασία συγχώνευσης. Πρόκειται για μια από τις πιο συχνές και σημαντικές κοσμικές διεργασίες αφού προκαλείται πλήθος φαινομένων με πιο σημαντικό την γέννηση τεράστιου αριθμού νέων άστρων. Αυτό συμβαίνει και στη συγκεκριμένη συγχώνευση μόνο που σε αυτή την περίπτωση το φαινόμενο εξελίσσεται με ένα σπάνιο όσο και εκπληκτικό οπτικά τρόπο. Έχει δημιουργηθεί ένα γιγάντιο φωτεινό σπειροειδές «μονοπάτι»  στο οποίο γεννιούνται συνεχώς νέα άστρα.

Η ανακάλυψη

Στην εικόνα με πορτοκαλί χρώμα εικονίζεται ένα μέρος του σπειροειδούς νέφους που έχει σχηματιστεί κατά τη συγχώνευση των δύο γαλαξιών μέσα στο οποίο σχηματίζονται νέα άστρα. Dazzling eyelid-like features bursting with stars in galaxy IC 2163 formed from a tsunami of stars triggered by a glancing collision with galaxy NGC 2207 (a potion of its spiral arm is shown on right side of image). ALMA image of carbon monoxide (orange), which revealed motion of the gas in these features, is shown on top of Hubble image (blue) of the galaxy. Credit: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble Space Telescope

Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι τα άστρα σχηματίζονται μέσα σε καταρρέοντα νέφη ψυχρού αερίου υδρογόνου. Αυτό το αέριο είναι κυρίως μοριακό υδρογόνο όπου δύο άτομα υδρογόνου συνδέονται μαζί. Αυτά όμως τα νέφη είναι πολύ δύσκολο να τα δούμε επειδή η γήινη ατμόσφαιρα απορροφά ένα μεγάλο μέρος του φωτός που αυτά ακτινοβολούν.

Annotated image showing dazzling eyelid-like features bursting with stars in galaxy IC 2163 formed from a tsunami of stars triggered by a glancing collision with galaxy NGC 2207 (a potion of its spiral arm is shown on right side of image). ALMA image of carbon monoxide (orange), which revealed motion of the gas in these features, is shown on top of Hubble image (blue) of the galaxy. Credit: M. Kaufman; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble Space Telescope

Όμως μαζί με το νέφος μοριακού υδρογόνου ένα άλλο αέριο, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι μαζί του πάντα και μπορεί να παρατηρηθεί εύκολα από τη γη. Οι ερευνητές εντόπισαν το μονοξείδιο του άνθρακα στις περιοχές της συγχώνευσης και το… ακολούθησαν ανακαλύπτοντας έτσι τα ίχνη του μοριακού νέφους και της γέννησης των νέων άστρων.

Πηγή: M. Kaufman et al. Ocular Shock Front in the Colliding Galaxy IC 2163. Astrophysical Journal, 2016 [link]

Ποντίκια που δεν ονειρεύονται ίσως αποκαλύψουν μυστικά του ύπνου. Researchers identify first two genes regulating sleep in mice using genetic screening

Τα ποντίκια με την «Ανονείρευτη» μετάλλαξη περνούν λιγότερο χρόνο στη φάση REM των ονείρων. Το πείραμα ελπίζεται ότι θα φέρει στο φως τον βιολογικό διακόπτη που μας «γυρίζει» από τον ύπνο στην εγρήγορση. A genetic screening approach has been used to identify mutations that affect sleep/wakefulness in mice, international researchers report. The amount of rapid eye movement (REM) sleep and non-REM sleep shown to be regulated by NALCN and SIK3 proteins, respectively. Credit: martha sexton/public domain

Εισάγοντας τυχαίες μεταλλάξεις σε αρκετές χιλιάδες ποντίκια, διεθνής ερευνητική ομάδα δημιούργησε ασυνήθιστα νυσταλέα πειραματόζωα, καθώς και πειραματόζωα που δείχνουν να ονειρεύονται λίγο ή καθόλου. Το πείραμα συνεχίζεται και ίσως στο μέλλον αποκαλύψει τον βιολογικό διακόπτη που μας γυρίζει από τον ύπνο στην εγρήγορση.

Εισαγωγή τυχαίων μεταλλάξεων

Θέλοντας να μάθει ποια γονίδια μπορεί να παίζουν ρόλο στη μυστηριώδη λειτουργία του ύπνου, η ιαπωνο-αμερικανική ομάδα επέλεξε να ακολουθήσει μια χρονοβόρο και κοπιαστική προσέγγιση: αντί να ξεκινήσει με μια υπόθεση για συγκεκριμένα γονίδια που μπορεί να εμπλέκονται, εισήγαγε τυχαίες μεταλλάξεις σε πάνω από 8.000 ποντίκια, τα οποία στη συνέχεια υποβλήθηκαν ένα προς ένα σε εγκεφαλογράφημα.

«Για να κάνεις έναν τέτοιο γενετικό έλεγχο, πρέπει να είσαι προετοιμασμένος να ελέγξεις χιλιάδες ζώα μέχρι να βρεις κάτι ενδιαφέρον, και οι περισσότεροι ερευνητές απλά δεν είναι πρόθυμοι να κάνουν εγκεφαλογράφημα σε χιλιάδες ζώα» εξηγεί ο Τζόζεφ Τακαχάσι του Πανεπιστημίου του Τέξας, μέλος της ομάδας που δημοσιεύει τα ευρήματα στην επιθεώρηση Nature.

Η Νυσταλέα και Ανονείρευτη Μετάλλαξη

Édouard Vuillard, Le sommeil, Sleep, 1892. The genetics of sleep could explain why some individuals get more REM sleep and more vivid dreaming.

Οι εξετάσεις αποκάλυψαν δύο ενδιαφέρουσες μεταλλάξεις, οι οποίες βαφτίστηκαν από τους ερευνητές Νυσταλέα (Sleepy) και Ανονείρευτη (Dreamless). Η πρώτη αυξάνει κατά το ένα τρίτο τη διάρκεια του ύπνου, ενώ η δεύτερη μειώνει σημαντικά τον χρόνο που περνά το ποντίκι σε φάση REM (ταχείας κίνησης των ματιών), κατά την οποία εκδηλώνονται τα περισσότερα όνειρα.

Η Ανονείρευτη μετάλλαξη διαπιστώθηκε ότι αφορά το γονίδιο ενός καναλιού νατρίου που ελέγχει τη δραστηριότητα των νευρώνων και διεγείρει τα κύτταρα του εγκεφάλου που τερματίζουν τη φάση REM.

Η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη με τη Νυσταλέα μετάλλαξη, η οποία εντοπίστηκε στο γονίδιο μιας «κινάσης» (Sik3), η οποία προσθέτει ομάδες φωσφόρου σε πολλά και διαφορετικά μόρια. Αυτό σημαίνει ότι η κινάση μπορεί να εμπλέκεται σε πολλά μεταβολικά μονοπάτια, κάτι που καθιστά δύσκολο τον χαρακτηρισμό της.

Οι ερευνητές συνεχίζουν τώρα το πείραμα ελπίζοντας να ανακαλύψουν κι άλλες μεταλλάξεις που επηρεάζουν τον ύπνο. «Πραγματικά ελπίζουμε ότι θα αρχίσουμε να λύνουμε κάποια μυστήρια» λέει ο Μασάσι Γιαναγκισάβα του Πανεπιστημίου του Τσουκούμπα. «Βρισκόμαστε όμως μόνο στην αρχή» επισημαίνει.