Εξωγήινοι πίσω από μυστηριώδες ταχείες εκλάμψεις; Scientists Seek Origin of Powerful Radio Waves from Another Galaxy

Δεν το αποκλείουν οι αστρονόμοι. The 100-meter Green Bank Telescope in West Virginia is shown amid a starry night. A flash from the Fast Radio Burst source FRB 121102 is seen traveling toward the telescope. The burst shows a complicated structure, with multiple bright peaks; these may be created by the burst emission process itself or imparted by the intervening plasma near the source. This burst was detected using a new recording system developed by the Breakthrough Listen project. Image design: Danielle Futselaar

Οι αστρονόμοι αναρωτιούνται για το τι μπορεί να είναι ένα μυστηριώδες και μακρινό αντικείμενο στο διάστημα, που κατά περιόδους εκπέμπει τρομερά ισχυρές ταχείες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων (Fast Radio Bursts-FRBs), τόσο έντονες που είναι ορατές σχεδόν σε όλο το σύμπαν.

Μάλιστα, προς το παρόν τουλάχιστον, δεν αποκλείουν την πιθανότητα το φαινόμενο να προέρχεται από κάποιο εξωγήινο πολιτισμό, αν και -όπως πάντα- θεωρούν πιθανότερη κάποια, άγνωστη έως τώρα, φυσική εξήγηση.

The 305-metre Arecibo telescope, in Puerto Rico, and its suspended support platform of radio receivers is shown amid a starry night. A flash from the Fast Radio Burst source FRB 121102 is seen: originating beyond the Milky Way, from deep in extragalactic space. This radio burst is highly polarized, and the polarized signal gets twisted as a function of radio frequency because there is an extreme region of magnetized plasma between us and the source of the bursts. Credit: Image design: Danielle Futselaar - Photo usage: Brian P. Irwin / Dennis van de Water/Shutterstock

Οι αρχικές παρατηρήσεις έγιναν από το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο του κόσμου, το Αρεσίμπο του Πουέρτο Ρίκο. Οι παρατηρήσεις που ακολούθησαν και επιβεβαίωσαν τα αρχικά ευρήματα, έγιναν από αστρονόμους του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια Μπέρκλεϊ με τη βοήθεια του μεγάλου ραδιοτηλεσκοπίου Γκριν Μπανκ της Δυτικής Βιρτζίνια, στο πλαίσιο του προγράμματος αναζήτησης εξωγήινης νοημοσύνης Breakthrough Listen.

Visible-light image of the host galaxy of the fast radio burst FRB 121102. Image via NRAO/ Gemini Observatory/AURA/NSF/NRC.

Οι νέες παρατηρήσεις έδειξαν ότι οι εκλάμψεις από το αντικείμενο FRB 121102 εμφανίζουν σχεδόν κατά 100% γραμμική πόλωση, κάτι τελείως ασυνήθιστο. Αυτό κατά πάσα πιθανότητα σημαίνει ότι η πηγή προέλευσης των FRBs βρίσκεται μέσα σε ένα καυτό αέριο (πλάσμα) με ισχυρό μαγνητικό πεδίο, όπως αυτό γύρω από μία μεγάλη μαύρη τρύπα.

The new study on fast radio bursts is featured on the cover of the January 11, 2018 issue of the journal Nature.

Η διεθνής επιστημονική ομάδα έκανε σχετική ανακοίνωση σε συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσιγκτον, καθώς και δημοσίευση στο περιοδικό Nature.

The twisted waves from a distant fast radio burst suggest the burst originates from a neighborhood with a strong magnetic field. This artist’s impression represents the burst in different radio wavelengths: blue is a shorter wavelength, red is longer. Credit: JINGCHUAN YU, BEIJING PLANETARIUM/NRAO

Οι FRBs είναι πολύ σύντομοι, γρήγοροι παλμοί ραδιοκυμάτων από άγνωστες πηγές, με αποτέλεσμα να αποτελούν ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σύγχρονης αστρονομίας. Η συγκεκριμένη (FRB 121102) είναι η μοναδική μέχρι σήμερα πηγή που επαναλαμβάνεται τόσο συχνά.

Οι αστρονόμοι έχουν έως τώρα «πιάσει» πάνω από 200 τέτοιες ισχυρές ραδιο-εκπομπές από την ίδια πηγή, η οποία βρίσκεται σε ένα νάνο-γαλαξία σε απόσταση περίπου τριών δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Οι εκλάμψεις της εκτιμάται ότι, για να γίνονται αισθητές έως τη Γη από τόσο μακριά, είναι σχεδόν 100 εκατομμύρια φορές πιο έντονες από ό,τι ο Ήλιος.

One of FRB 121102’s radio bursts, as detected with the Arecibo telescope, and then converted to sound so one can hear the drift in the emission frequency with time. Credit: Andrew Seymour (NAIC, Arecibo)

Η σχεδόν πλήρης γραμμική πόλωση των ραδιο-εκπομπών έχει παρατηρηθεί μόνο σε ραδιοκύματα από ακραία μαγνητικά περιβάλλοντα, όπως οι υπερμγέθεις μαύρες στο κέντρο των γαλαξιών. Μια πιθανότητα, σύμφωνα με τους αμερικανούς και ολλανδούς επιστήμονες, είναι ότι το FRB 121102 είναι ένα μάγναστρο, δηλαδή ένα ταχέως περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων με πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο βρίσκεται κοντά σε μια μαύρη τρύπα.

Η διάρκεια των ραδιο-εκπομπών (από 30 εκατομμυριοστά έως εννέα χιλιοστά του δευτερολέπτου) δείχνει ότι η πηγή τους μπορεί να μην έχει διάμετρο μεγαλύτερη από δέκα χιλιόμετρα, δηλαδή όσο ένα τυπικό άστρο νετρονίων (πάλσαρ).

Μία άλλη εξήγηση είναι να πρόκειται για ένα μάγναστρο που αλληλεπιδρά όχι με μαύρη τρύπα, αλλά με ένα νεφέλωμα υλικών, όταν ένα μητρικό άστρο εξερράγη δημιουργώντας στη συνέχεια τόσο το μάγναστρο όσο και τα νέφη των υλικών.

An international team of astronomers has used two of the world's largest radio telescopes to show that a mysterious source of radio bursts is in an astonishingly extreme and unusual environment. This discovery suggests that the strange source is in the close vicinity of a massive black hole, or within a nebula of unprecedented power. Credit: NOVAastronomieNL

Όμως, ο αστρονόμος Βισάλ Γκατζάρ του Κέντρου Ερευνών Εξωγήινης Νοημοσύνης του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ και του Breakthrough Listen δεν απέκλεισε μια πιο τολμηρή πιθανότητα: η πηγή των ραδιο-εκπομπών να είναι το ισχυρό σήμα ενός εξωγήινου πολιτισμού.

«Δεν μπορούμε να αποκλείσουμε τελείως την υπόθεση περί εξωγήινων γενικότερα για τις FRBs» δήλωσε ο Γκατζάρ. Γι' αυτό το λόγο, όχι μόνο θα συνεχισθεί η παρατήρηση της πηγής FRB 121102, αλλά και θα ακολουθήσει μελέτη και όλων των άλλων πηγών FRB (περίπου 30) που έχουν εντοπισθεί μέχρι σήμερα.

Πηγές:  “An extreme magneto-ionic environment associated with the fast radio burst source FRB 121102,” Nature 553, 182–185 (11 January 2018) doi:10.1038/nature25149 - http://earthsky.org/space/fast-radio-burst-121102-twisted-black-hole-supernova - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=932436

Η φυσική των καθημερινών πραγμάτων. The Physics of Everyday Things

From the moment we wake up until we go to sleep at days end, we employ the most amazing science as we go about our everyday tasks, whether using a toaster to make breakfast, checking a smartphone for the day’s weather report or watching a flat-screen television. Yet most of us don’t understand the physics that makes our modern world so convenient. From high-speed elevators to the complex inner workings of ultrasound imaging, and TSA screening devices, the technology we routinely use can seem mystifying. How do touch-screens work, and how do our wrist fitness monitors keep track of our steps? How do we glide through tolls using an E-Z Pass, or find our way to new places using GPS in our hybrid cars?

Οι περισσότεροι δεν έχουμε ιδέα για τη φυσική που καθιστά τον σύγχρονο κόσμο μας τόσο βολικό και άνετο. Ποια είναι η απλή επιστήμη πίσω από τους αισθητήρες κίνησης, τις οθόνες αφής και τις φρυγανιέρες; Πώς βρίσκουμε τον δρόμο μας σε άγνωστα μέρη με ένα GPS; Πώς λειτουργούν τα έξυπνα τηλέφωνα, οι ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες, η ψηφιακή αποθήκευση δεδομένων, οι μαγνητικοί τομογράφοι; Πώς τα υβριδικά οχήματα, τα φωτοτυπικά μηχανήματα, οι δείκτες λέιζερ, τα δίκτυα wi-fi; Πώς κατορθώνουν να μένουν στον αέρα τα αεροπλάνα και τα τρένα υψηλής ταχύτητας; Πώς λειτουργούν τα ΑΤΜ, πώς κινούνται οι ανελκυστήρες υψηλής ταχύτητας, γιατί επιτρέπεται η ακτινοβόληση των τροφίμων με ιονίζουσες ακτίνες, πώς τα ψυγεία διατηρούν τα τρόφιμα κρύα, πώς ένας καταγραφέας δραστηριότητας στον καρπό μας μπορεί να μετρά τον αριθμό των βημάτων μας; Ακριβέστερα, ποια είναι η φυσική που υπόκειται όλων αυτών των τεχνολογικών θαυμάτων της εποχής μας;

«Σκεφθείτε πόσο πλουσιότερη θα ήταν η ζωή σας αν καταλαβαίνατε τον βαθύτερο τρόπο λειτουργίας των αγαπημένων συσκευών που κυβερνούν την καθημερινότητά σας. [...] Και ίσως να εκπλαγείτε μαθαίνοντας ότι ακόμη και οι πιο συνηθισμένες συσκευές —όπως το έξυπνο τηλέφωνο και το GPS— βασίζονται στα θαύματα της σύγχρονης φυσικής. Ένας νέος κόσμος σας περιμένει σε αυτό το προσιτό και γοητευτικό βιβλίο. [...]». —Lawrence M. Krauss, θεωρητικός φυσικός, Πανεπιστήμιο της Αριζόνας

Στο βιβλίο του James Kakalios, «Η φυσική των καθημερινών πραγμάτων», [εκδόσεις κάτοπτρο, μετάφραση επιστημονική επιμέλεια: Βασίλειος Μανιμάνης και Αλέξανδρος Μάμαλης], ο συγγραφέας αναλύει τον κόσμο των πραγμάτων που συναντάμε σε μία και μόνη ημέρα. Η κάθε εξήγηση συνοδεύεται από μια ιστορία η οποία αποκαλύπτει την αλληλεπίδραση των εκπληκτικών αόρατων δυνάμεων που μας περιβάλλουν. Με αυτή την «αφηγηματική φυσική», το βιβλίο μας δείχνει ότι η σύγχρονη επιστήμη —πέρα από τους εξωτικούς τομείς των μποζονίων Higgs, των μαύρων τρυπών και των βαρυτικών κυμάτων— είναι ταυτόχρονα και πολύ πρακτική. O συγγραφέας, με την καθαρότητα και την επινοητικότητα που τον διακρίνουν, προκαλεί τη φαντασία μας και μας σαγηνεύει με τις φυσικές αρχές οι οποίες διέπουν τη ζωή μας.

Ακολουθεί ένα απόσπασμα από το βιβλίο σχετικό με την αναπαραγωγή ήχου:

Sound is a longitudinal wave. Red dots and arrows illustrate individual particle motion. The black arrow illustrates the motion of a wave as the compression of particles moves through the medium. Image used with permission –  copyright: Dan Russell, Grad. Prog. Acoustics, Penn State, http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves/wavemotion.html.

«… Για να ακούσετε ένα αποθηκευμένο τραγούδι στο έξυπνο τηλέφωνό σας, η συσκευή πρέπει να μετατρέψει έναν αριθμητικό κώδικα σε ηχητικά κύματα, τα οποία δεν είναι παρά αραιώματα και πυκνώματα του αέρα, οπότε αντιστοιχούν και σε διακυμάνσεις της πίεσής του. Η ικανότητα να αποθηκεύουμε μουσική προηγήθηκε της ηλεκτρονικής εποχής, καθώς απλά κουρδιστά μουσικά κουτιά μπορούσαν να παίζουν αποσπάσματα μελωδιών και μηχανικά πιάνα να παίζουν ολόκληρα κομμάτια. Οι μέθοδοι με τις οποίες αποθήκευαν τη μουσική διέφεραν πολύ, αλλά ένα κοινό στοιχείο του μουσικού κουτιού, του μηχανικού πιάνου και του έξυπνου τηλεφώνου είναι ότι, προκειμένου να ακουστούν, πρέπει τελικά να παράγουν δονήσεις του αέρα.

Μια συσκευή αναπαραγωγής ΜΡ3 εφαρμόζει ένα ψηφιακό σύνολο οδηγιών που μιμείται τον τρόπο με τον οποίο οι μικρές οπές παρήγαγαν μουσική στους κυλίνδρους των μηχανικών πιάνων ή των μουσικών κουτιών. Στο μηχανικό πιάνο, ένας εσωτερικός μηχανισμός μπορούσε να καθορίσει ποια πλήκτρα έπρεπε να πατηθούν, με τη βοήθεια ενός χάρτινου κυλίνδρου με στρατηγικά διατεταγμένες οπές. Βασικά, οι θέσεις και οι αποστάσεις μεταξύ των οπών στο φύλλο χαρτιού αντιπροσωπεύουν έναν κώδικα, ο οποίος, όταν ερμηνεύονταν από τον μηχανισμό του πιάνου, έπαιζε μια συγκεκριμένη μελωδία. Οι ψηφιακές πληροφορίες που υπάρχουν αποθηκευμένες στο τηλέφωνό σας ομοίως αποτελούν έναν κώδικα, ο οποίος, όταν διαβαστεί σωστά, δημιουργεί ένα μοτίβο ηλεκτρικών τάσεων. Μόλις οι τάσεις αυτές αποστέλλονται στο ηχείο, μετατρέπονται στα ηχητικά κύματα του συγκεκριμένου κομματιού. Στο εσωτερικό του ηχείου υπάρχει μια μεμβράνη (ένα λεπτό φύλλο πλαστικού) που μπορεί να δονείται. Ανάλογα με τις συχνότητες και τα πλάτη των δονήσεων της μεμβράνης παράγονται κύματα πίεσης στον αέρα, και αυτά είναι τα κύματα που μπορούμε να ακούμε.

Πως μετατρέπονται ηλεκτρικές τάσεις σε μηχανικές δονήσεις της μεμβράνης, ώστε να ακούμε τα παραγόμενα ηχητικά κύματα; Αυτό γίνεται μέσω μαγνητών. Στη βάση της μεμβράνης του ηχείου υπάρχει προσαρμοσμένο ένα μικρό πηνίο, το οποίο μπορεί να κινείται ελεύθερα μπρος-πίσω. Η ηλεκτρική τάση δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα στο πηνίο, και οι όποιες μεταβολές στην τάση αντικατοπτρίζονται στο ρεύμα. Αυτές οι μεταβολές του ρεύματος μετατρέπονται σε μηχανικές δονήσεις της μεμβράνης, λόγω της ίδιας συμμετρίας ανάμεσα στα ηλεκτρικά ρεύματα και στα μαγνητικά πεδία που συναντήσαμε και προηγουμένως: τα μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά ρεύματα δημιουργούν μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία. Το προσαρμοσμένο στη μεμβράνη πηνίο βρίσκεται ακριβώς επάνω από έναν μόνιμο μαγνήτη. Όταν το ρεύμα ρέει στο πηνίο δεξιόστροφα (με τη φορά των δεικτών ενός ρολογιού), παράγει ένα μαγνητικό πεδίο προσανατολισμένο έτσι ώστε ο βόρειος πόλος του να βρίσκεται προς το μέρος του βόρειου πόλου του μόνιμου μαγνήτη. Καθώς οι δυο ομώνυμοι πόλοι αλληλοαπωθούνται, το πηνίο σπρώχνει τη μεμβράνη προς τα έξω. Όταν πάλι η τάση αντιστραφεί, το ρεύμα ρέει στο πηνίο αριστερόστροφα, και το παραγόμενο μαγνητικό πεδίο έχει τον νότιο πόλο του προς το μέρος του βορείου πόλου του μόνιμου μαγνήτη. Καθώς οι δυο ετερώνυμοι πόλοι έλκονται αμοιβαία, το πηνίο τραβά τη μεμβράνη προς τα μέσα. Με τον τρόπο αυτό, οι συχνές μεταβολές της ηλεκτρικής τάσης, και στη συχνότητα και στο πλάτος της, προκαλούν δονήσεις της μεμβράνης, οι οποίες με τη σειρά τους δημιουργούν ηχητικά κύματα.

Στην περίπτωση ενός ακουστικού αφτιού («ψείρα»), η δονούμενη μεμβράνη είναι πολύ κοντά στο τύμπανο του αφτιού. Σε ένα συμβατικό στερεοφωνικό, η μεμβράνη του ηχείου βρίσκεται στην κορυφή ενός μεγαλύτερου κώνου, ο οποίος ενισχύει τις δονήσεις της μεμβράνης. Τα ηχεία ενός έξυπνου τηλεφώνου βρίσκονται αναγκαστικά σε περιορισμένο χώρο, οπότε η ποιότητα και η ένταση της μουσικής που παίζει το τηλέφωνο υστερούν. (Αν θέλετε έναν γρήγορο και μάλλον πρόχειρο τρόπο για να ενισχύσετε τον ήχο του τηλεφώνου, τοποθετήστε το στον πυθμένα ενός δοχείου, κατά προτίμηση ξύλινου, οπότε ο ήχος θα γίνει πλουσιότερος και βαθύτερος. Οι φυσικές συχνότητες του ξύλου ενισχύουν τα ανακλώμενα ηχητικά κύματα, καθιστώντας το ξύλο προτιμητέο υλικό για την κατασκευή έγχορδων μουσικών οργάνων)…»

Πηγές: http://kakalios.com/books/the-physics-of-everyday-things/ - physicsgg

Παρέγκλισις. Ο Λουκρήτιος και οι απαρχές της νεωτερικότητας. The Swerve: How the World Became Modern

Who was Lucretius? Where did he get his radical ideas? How'd his dangerous book make it through? Greenblatt gives us his answers in his new detective-story/history which he calls, The Swerve: How the World Became Modern. Lucretius, circa 55 B.C. Photograph: Spencer Arnold/Getty Images

Ένα χειρόγραφο έρχεται στο φως αφού είχε μείνει χίλια χρόνια στην αφάνεια, αλλάζει τον τρόπο της ανθρώπινης σκέψης και ανοίγει το δρόμο στην εξέλιξη του κόσμου όπως τον ξέρουμε σήμερα.

Searcher for monastic treasures: Poggio Bracciolini. Photograph: Archive Photos/Getty Images

Εξακόσια χρόνια έχουν περάσει από τη στιγμή που ένας διορατικός βιβλιοθήρας παθιασμένος με τη μελέτη της αρχαιότητας, ο παπικός γραμματέας Πότζο Μπρατσολίνι, ανέσυρε ένα παμπάλαιο χειρόγραφο από το ράφι μιας μοναστηριακής βιβλιοθήκης, είδε με δέος τι είχε ανακαλύψει και έβαλε να το αντιγράψουν. Το χειρόγραφο, το τελευταίο που είχε σωθεί από τη φθορά του χρόνου, περιείχε ένα λατινικό φιλοσοφικό έπος, το Περί φύσεως (De rerum natura) του Λουκρήτιου, ένα υπέροχο ποίημα γεμάτο με τις πιο επικίνδυνες ιδέες: ότι το σύμπαν λειτουργεί χωρίς τη βοήθεια των θεών, ότι η δεισιδαιμονία βλάπτει τη ζωή των ανθρώπων, ότι η ύλη αποτελείται από απειροελάχιστα σωματίδια, αόρατα, άφθαρτα, αεικίνητα, τα άτομα. Ο Λουκρήτιος υποστήριζε ότι σε ένα τέτοιο σύμπαν δεν υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η Γη ή οι κάτοικοί της καταλαμβάνουν κεντρική θέση ούτε να διαχωρίζουμε τον άνθρωπο από τα άλλα ζώα.

«Δεν είναι παράδοξο», σημειώνει ο συγγραφέας στον πρόλογό του, «το ότι η φιλοσοφική παράδοση από όπου προέρχεται το ποίημα του Λουκρήτιου, μια παράδοση τόσο ασύμβατη με τη λατρεία των θεών και τη λατρεία του κράτους, θεωρήθηκε σκανδαλώδης από κάποιους, ακόμα και στον ανεκτικό πολιτισμό της Μεσογείου των κλασικών χρόνων». Το γεγονός ότι το συγκεκριμένο έργο σώθηκε, ενώ όλα τα άλλα έργα αυτής της παράδοσης χάθηκαν, «είναι κάτι που θα έμπαινε στον πειρασμό να το χαρακτηρίσει κανείς θαύμα». Όμως ο Λουκρήτιος δεν πίστευε στα θαύματα. Αντίθετα, πίστευε ότι τίποτα δεν μπορεί να παραβιάσει τους νόμους της φύσης. Έτσι «εισηγήθηκε εκείνο που ο ίδιος ονόμαζε “παρέκκλιση” (αρχ. παρέγκλισις)» για την αναπάντεχη και απρόβλεπτη κίνηση της ύλης, την απρόσμενη τροπή των πραγμάτων. Ακριβώς μια τέτοια παρέκκλιση «από την ευθύγραμμη τροχιά –στη συγκεκριμένη περίπτωση προς τη λήθη–» ήταν η ανακάλυψη του τελευταίου χειρογράφου του έργου του. Η αντιγραφή, η μετάφραση και η διάδοση αυτού του αρχαίου ποιήματος τροφοδότησε την Αναγέννηση, εμπνέοντας καλλιτέχνες σαν τον Μποττιτσέλλι και στοχαστές σαν τον Τζορντάνο Μπρούνο, διαμόρφωσε τη σκέψη του Γαλιλαίου και του Φρόυντ, του Δαρβίνου και του Άινσταϊν και είχε καταλυτική επίδραση σε συγγραφείς από τον Μονταίνιο μέχρι τον Τόμας Τζέφερσον.

Ο Στήβεν Γκρήνμπλατ (1943), Αμερικανός σαιξπηριστής και ιστορικός της λογοτεχνίας, είναι καθηγητής στο Χάρβαρντ, στον τομέα των Ανθρωπιστικών Σπουδών. Το 2012 κέρδισε το βραβείο Πούλιτζερ και το 2011 το Εθνικό Βραβείο Βιβλίου, και τα δύο για το έργο του Παρέγκλισις.

Stephen Greenblatt, «Παρέγκλισις. Ο Λουκρήτιος και οι απαρχές της νεωτερικότητας», μτφρ.: Δέσποινα Κανελλοπούλου, επιστημονική εποπτεία: Γεώργιος Α. Χριστοδούλου, έκδ. ΜΙΕΤ, Αθήνα 2017, σελ. 537. Το εξώφυλλο της έκδοσης.

Πηγές: http://www.archaiologia.gr/blog/2018/01/09/ - The Guardian

Ένας καινοτόμος καταλύτης μετατρέπει το μεθάνιο σε καύσιμα. New catalyst for making fuels from shale gas

Επίτευγμα ελλήνων και αλλοδαπών επιστημόνων. Methane in shale gas can be turned into hydrocarbon fuels using an innovative platinum and copper alloy catalyst, according to new research led by UCL and Tufts University. STM imaging of reaction intermediates on Cu(111) and Pt/Cu SAA surfaces. Credit: Sykes

Το μεθάνιο του σχιστολιθικού αερίου μετατρέπει αποτελεσματικά σε καύσιμα υδρογονανθράκων ένας καινοτόμος καταλύτης, τον οποίο δημιούργησαν έλληνες χημικοί μηχανικοί σε Βρετανία και ΗΠΑ, σε συνεργασία με ξένους συναδέλφους τους. O καταλύτης αποτελείται από ένα νέου τύπου κράμα πλατίνας και χαλκού.

Η πλατίνα ή το νικέλιο διασπά τους χημικούς δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου του μεθανίου, το οποίο υπάρχει στο σχιστολιθικό αέριο, όμως η διαδικασία αυτή προκαλεί τη λεγόμενη οπτανθρακοποίηση, δηλαδή το μέταλλο σταδιακά καλύπτεται από ένα στρώμα άνθρακα, με αποτέλεσμα να είναι αδύνατη πλέον η χημική διαδικασία της κατάλυσης πάνω στην επιφάνεια του μετάλλου.

Ο νέος καταλύτης, χάρη στο πρωτοποριακό κράμα του, είναι ανθεκτικός στην οπτανθρακοποίηση, συνεπώς διατηρεί την αποτελεσματικότητά του και επιπλέον απαιτεί λιγότερη ενέργεια για να διασπάσει τους χημικούς δεσμούς των άλλων υλικών.

Σήμερα οι διαδικασίες μετατροπής του μεθανίου σε καύσιμα είναι άκρως ενεργοβόρες, απαιτώντας θερμοκρασίες περίπου 900 βαθμών Κελσίου. Με το νέο καταλύτη δε χρειάζεται να ξεπερνούν τους 400 βαθμούς, πράγμα που επιτρέπει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Μιχαήλ Σταματάκη της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημιακού Κολεγίου του Λονδίνου (UCL), που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Χημείας "Nature Chemistry", συνδύασαν πειραματικές και υπολογιστικές μεθόδους, για να δείξουν την αποτελεσματικότητα του νέου καταλύτη.

Διαπιστώθηκε ότι η πλατίνα διασπά τους δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου του μεθανίου και ο χαλκός βοηθά στο «ζευγάρωμα» μορίων υδρογονανθράκων διαφορετικού μεγέθους, κάτι που ανοίγει το δρόμο για τη μετατροπή του μεθανίου σε χρήσιμα καύσιμα. Ακόμη, οι επιστήμονες έδειξαν ότι το κράμα είναι πολύ σταθερό και απαιτεί μόνο μια πολύ μικρή ποσότητα πλατίνας για να δουλέψει, κάτι σημαντικό για το κόστος του καταλύτη.

«Χρησιμοποιήσαμε υπερυπολογιστές για να μοντελοποιήσουμε πώς συμβαίνουν οι χημικές αντιδράσεις, δηλαδή τη διάσπαση και τη δημιουργία των δεσμών σε μικρά μόρια πάνω στην επιφάνεια του κράματος του καταλύτη, καθώς επίσης να προβλέψουμε την απόδοσή του σε μεγάλες κλίμακες» δήλωσε ο Σταματάκης.

 Maria Flytzani-Stephanopoulos. Photo: Kelvin Ma

Σημαντική συμβολή στην ανακάλυψη είχε και η άλλη επικεφαλής της έρευνας, η διακεκριμένη καθηγήτρια Μαρία Φλυτζάνη - Στεφανοπούλου του Τμήματος Χημικών & Βιολόγων Μηχανικών και διευθύντρια του Εργαστηρίου Νανοκατάλυσης και Ενέργειας του Πανεπιστημίου Ταφτς των ΗΠΑ. Όπως είπε, «ο επόμενος στόχος θα είναι η αξιοποίηση του καταλύτη σε βιομηχανικές εφαρμογές».

Στη μελέτη συμμετείχε και ο καθηγητής Θεωρητικής Χημείας του UCL Άγγελος Μιχαηλίδης. Η ερευνητική ομάδα, σύμφωνα με πληροφορίες του Αθηναϊκού και Μακεδονικού Πρακτορείου Ειδήσεων, σχεδιάζει τώρα να αναπτύξει περαιτέρω καταλύτες που θα είναι εξίσου ανθεκτικοί στην οπτανθρακοποίηση, η οποία παραδοσιακά πλήττει τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται για κατάλυση.

Dr Michail Stamatakis obtained his Diploma in Chemical Engineering from the National Technical University of Athens (Greece) in 2004, having graduated 1st in his cohort. He subsequently joined Rice University (Houston, Texas, USA) for his Doctoral studies which he completed under the advising of Prof. Kyriacos Zygourakis in 2009. From 2009 to 2012, Dr Stamatakis performed post-doctoral research at the University of Delaware (Newark, Delaware, USA) in the research group of Prof. Dionisios G. Vlachos. He joined UCL in August 2012, where he is currently a Lecturer in Chemical Engineering.

Ο Μ. Σταματάκης αποφοίτησε από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του ΕΜΠ το 2004, πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο Ράις του Χιούστον (Τέξας) και από το 2012 διδάσκει στο UCL.

Η Μ. Φλυτζάνη - Στεφανοπούλου αποφοίτησε επίσης από τους Χημικούς Μηχανικούς του ΕΜΠ και πήρε το διδακτορικό της από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα, ενώ από το 1994 διδάσκει στο Πανεπιστήμιο Ταφτς, έχοντας προηγουμένως εργαστεί στο ΜΙΤ και στη NASA. Θεωρείται μια από τις σημαντικότερες ερευνήτριες στο πεδίο των καταλυτών διεθνώς και έχει κατ' επανάληψη βραβευτεί για το έργο της.

Πηγές: Matthew D. Marcinkowski, Matthew T. Darby, Jilei Liu, Joshua M. Wimble, Felicia R. Lucci, Sungsik Lee, Angelos Michaelides, Maria Flytzani-Stephanopoulos, Michail Stamatakis, E. Charles H. Sykes. Pt/Cu single-atom alloys as coke-resistant catalysts for efficient C–H activation. Nature Chemistry, 2018; DOI: 10.1038/nchem.2915 - http://www.ucl.ac.uk/news/news-articles/0118/080118-catalyst-fuel-production - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=931591

Νέα στοιχεία για πτώση αστεροειδή στη Γη πριν 800.000 χρόνια. New clues from Earth's most elusive impact crater

Κατακλυσμική πρόσκρουση - Παραμένει το μυστήριο του χαμένου κρατήρα. A kilometer-size asteroid slammed into Earth about 800,000 years ago with so much force that it scattered debris across a 10th of our planet’s surface. Yet its impact crater remains undiscovered. Now, glassy remains believed to have come from the strike suggest the asteroid hit southeast Asia as our close ancestors walked the Earth. An artist’s representation of a large impact on Earth. Credit: John R. Foster/Science Source

Αυστραλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι ανακάλυψαν νέες βάσιμες γεωλογικές ενδείξεις για την κατακλυσμική πρόσκρουση στη Γη, κατά πάσα πιθανότητα στη νοτιοανατολική Ασία, ενός μεγάλου αστεροειδούς διαμέτρου ενός χιλιομέτρου πριν από περίπου 800.000 χρόνια.

Εκτιμάται ότι έπεσε με τόση δύναμη, που τα υλικά της πρόσκρουσης κάλυψαν σχεδόν το ένα δέκατο της επιφάνειας του πλανήτη μας. Όμως, ο ίδιος ο κρατήρας που δημιουργήθηκε από την πτώση, δεν έχει βρεθεί ακόμη.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον αστροβιολόγο και γεωχημικό Aαρον Καβόζι του Πανεπιστημίου Κέρτιν του Περθ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο επιστημονικό έντυπο Geology, σύμφωνα με το Science, ανακάλυψαν στην Ταϊλάνδη απομεινάρια που μαρτυρούν το καταστροφικό συμβάν.

«Η πρόσκρουση είναι η πιο πρόσφατη τέτοιου μεγέθους και με πιθανές παγκόσμιες επιπτώσεις στη διάρκεια της εξέλιξης του ανθρώπου», δήλωσε ο γεωχημικός Μάριο Τρίλοφ του γερμανικού Πανεπιστημίου της Χαϊδελβέργης.

Τόσο μεγάλες προσκρούσεις ουράνιων σωμάτων -αστεροειδών ή κομητών- μπορούν να διαταράξουν σοβαρά το κλίμα της Γης, καθώς καλύπτουν την ατμόσφαιρα με ένα πυκνό στρώμα σκόνης και άλλων αερίων, μπλοκάροντας έτσι το φως του Ήλιου για μήνες ή και για χρόνια.

Στο παρελθόν, οι επιστήμονες είχαν βρει στην Ασία, στην Αυστραλία και στην Ανταρκτική διάσπαρτες και άλλες ενδείξεις ότι υπήρξε μια τέτοια πρόσκρουση. Πρόκειται για τηκτίτες, υαλώδη σώματα βάρους άνω των 20 κιλών, που εκτιμάται ότι δημιουργήθηκαν κατά την πτώση του αστεροειδούς και εκτοξεύθηκαν σε μεγάλες αποστάσεις.

A tektite, a piece of glassy debris created during a large impact. Credit: PjrStudio/Alamy Stock Photo

Ο Καβόζι μελέτησε τη χημική σύνθεση τέτοιων τηκτιτών από την Ταϊλάνδη και ιδίως των μικροσκοπικών κρυστάλλων ζιρκονίου που υπάρχουν μέσα στους τηκτίτες και έχουν ο καθένας πλάτος όσο μισή ανθρώπινη τρίχα. Οι ερευνητές συμπέραναν ότι οι κρύσταλλοι αυτοί είχαν δημιουργηθεί σε συνθήκες τρομερά υψηλών πιέσεων και θερμοκρασιών, οι οποίες παραπέμπουν σε μια πρόσκρουση αστεροειδούς.

Παραμένει, όμως, το μυστήριο του χαμένου κρατήρα και της ακριβούς τοποθεσίας του. Οι επιστήμονες προβληματίζονται γιατί δεν έχει βρεθεί ακόμη ένας μεγάλος και γεωλογικά νέος κρατήρας εκτιμώμενης διαμέτρου 50 έως 100 χιλιομέτρων. Αν πάντως ποτέ ανακαλυφθεί, θα φωτίσει και άλλα ερωτήματα, όπως αν και πώς επηρέασε τους προγόνους μας εκείνης της εποχής.

Πηγές: https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article-abstract/525531/new-clues-from-earth-s-most-elusive-impact-crater - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=931386

Η εγκεφαλική χρονομηχανή μας. Our brain time machine

Your brain: time machine. Credit: Sinelab

Με αφορμή την πρόσφατη αλλαγή «χρόνου», έχει ελπίζουμε κάποιο ενδιαφέρον να εξετάσουμε το πώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντιλαμβάνεται και επιχειρεί να κατανοήσει τη φύση και τη λειτουργία αυτού του τόσο σκοτεινού αντικειμένου της ανθρώπινης γνώσης.

Εξάλλου, ο χρόνος απασχολεί τους πάντες: όλοι παραπονιόμαστε ότι «δεν έχουμε χρόνο» ή πως ο χρόνος «κυλά» και «φεύγει» ανεπιστρεπτί, χωρίς όμως ποτέ να προσδιορίζουμε τι είδους «πράγμα» είναι αυτό που ρέει και μας διαφεύγει ασταμάτητα.

Ο «χρόνος» ήταν και παραμένει το πιο φευγαλέο, ασαφές και άπιαστο αντικείμενο της ανθρώπινης σκέψης, φυσικής και μεταφυσικής. Είτε ως ποτάμι που ρέει ατέρμονα, όπως ήθελε να τον βλέπει ο Ηράκλειτος, είτε ως παγωμένος σκοτεινός ωκεανός μέσα στον οποίο φαίνεται να ταξιδεύει το Σύμπαν, όπως πίστευε ακράδαντα ο Πλάτων (και όλοι οι μετέπειτα πλατωνιστές), ο «χρόνος» ήταν και παραμένει η πιο αδιαφανής κατηγορία του ανθρώπινου νου.

Οι σύγχρονες επιστήμες του εγκεφάλου και του νου αρχίζουν να κατανοούν το γιατί και κυρίως το πώς η ψυχολογική μας διάθεση μπορεί να επηρεάζει την υποκειμενική μας αντίληψη του χρόνου. Αυξάνοντας ή, εναλλακτικά, μειώνοντας τα νευρωνικά σήματα, ο εγκέφαλός μας μπορεί να θέτει σε κίνηση ή να σταματά τους χρονοδείκτες ενός εγκεφαλικού ωρολογιακού μηχανισμού.

Ο αντικειμενικός φυσικός χρόνος της κλασικής επιστήμης, σε αντίθεση με τον υποκειμενικό ανθρώπινο χρόνο της Ιστορίας, δεν κυλάει προς κάποια κατεύθυνση και δεν παράγει ποτέ τίποτα νέο.

The conception of time as absolute is usually attributed to Sir Isaac Newton and his English contemporaries.

Όπως το έθεσε πρώτος ο Νεύτων στην εισαγωγή του περίφημου βιβλίου του «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» (Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας): «Ο απόλυτος, αληθινός και μαθηματικός χρόνος, αφεαυτού και από την ίδια του τη φύση, ρέει ομοιόμορφα χωρίς να εξαρτάται από τίποτα το εξωτερικό…».

Με άλλα λόγια, ο υποκειμενικός χρόνος που βιώνουν οι άνθρωποι, για τον Νεύτωνα (αλλά και την κλασική Φυσική συνολικά) είναι απλώς μια ψευδαίσθηση που δεν έχει την παραμικρή σχέση με τον απόλυτο κοσμικό χώρο και χρόνο.

Άποψη που, παραδόξως, συμμερίζεται και ο Αϊνστάιν, ο βασικός υπαίτιος της «δολοφονίας» του απόλυτου χρόνου στη σύγχρονη φυσική.

The idea of relativistic time is a direct result of Albert Einstein’s Theory of Relativity.

Όπως θα εκμυστηρευτεί ο ίδιος ο Αϊνστάιν σε ένα περίφημο γράμμα του: «Η διάκριση ανάμεσα σε παρελθόν και σε μέλλον αποτελεί μόνο μια ψευδαίσθηση, μολονότι πρόκειται για μια επίμονη ψευδαίσθηση»!

Για τον πατέρα της θεωρίας της σχετικότητας ο χρόνος δεν είναι τίποτα άλλο από μία επιπλέον μαθηματική παράμετρο στην περιγραφή του φυσικού κόσμου.

Newton's fixed space vs. Einstein's flexible spacetime, from the film "Testing Einstein's Universe" by Norbert Bartel.

Τίποτα περισσότερο από μία διάσταση στο ενοποιημένο τετραδιάστατο συνεχές που σήμερα ονομάζεται «χωροχρόνος».

Αν όμως ο χρόνος είναι μόνο ό,τι μετράνε τα ρολόγια, τότε γιατί μας φαίνεται ατελείωτος όταν πλήττουμε και αδυσώπητος όταν γερνάμε;

Ποιοι νευροψυχολογικοί μηχανισμοί επιτρέπουν στους περισσότερους υγιείς ανθρώπους να έχουν μια «ακριβή» αίσθηση του χρόνου ή στους καλούς μουσικούς και τους χορευτές να βρίσκουν πάντα τον «σωστό» χρονικά ρυθμό;

Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνες της σύγχρονης Νευροεπιστήμης, αρχίζουμε να κατανοούμε τόσο τους μη συνειδητούς ψυχοβιολογικούς όσο και τους αδιαφανείς εγκεφαλικούς μηχανισμούς που ρυθμίζουν ή απορρυθμίζουν το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο.

Η εγκεφαλική κλεψύδρα

(Credit: agsandrew via Shutterstock)

Όλοι έχουμε διαπιστώσει ότι η αίσθησή μας του χρόνου εξαρτάται και επηρεάζεται από την ψυχολογική μας διάθεση ή από τη νοητική μας κατάσταση.

Για παράδειγμα, ενώ ο χρόνος διάρκειας ενός ονείρου είναι μόλις λίγα λεπτά, έχουμε την εντύπωση ότι διήρκεσε πολλές ώρες. Επίσης, το αλκοόλ, το όπιο και ο έρωτας μπορούν να μας δημιουργούν μια ανάλογη ψευδαίσθηση διαστολής ή συστολής του βιωμένου χρόνου.

«Όταν περνάς δύο ώρες συντροφιά με μια όμορφη κοπέλα νομίζεις ότι πέρασε μόνο ένα λεπτό. Όταν όμως κάθεσαι ένα λεπτό πάνω σε μια σόμπα που καίει, νομίζεις ότι πέρασαν δύο ώρες».

Με αυτό το διασκεδαστικό παράδειγμα ο Άλμπερτ Αϊνστάιν θέλησε να αναδείξει την τυπικά ανθρώπινη αίσθηση του χρόνου.

Γιατί όμως όταν νιώθουμε ανία έχουμε την εντύπωση ότι ο χρόνος δεν περνά, ενώ όταν κάνουμε κάτι ενδιαφέρον ή διασκεδάζουμε ο χρόνος κυλά χωρίς να το καταλαβαίνουμε;

Η εντύπωσή μας ότι ο ανθρώπινος χρόνος «ρέει», «φεύγει» και «κυλά» με διαφορετικούς ρυθμούς είναι στην πραγματικότητα μια «μεταφορά» ή, ακριβέστερα, μια αληθοφανής ψευδαίσθηση.

Και το γεγονός ότι αυτή η μεταφορά μάς φαίνεται τόσο ρεαλιστική οφείλεται στο ότι η «ρεαλιστικότητά» της διαμορφώνεται και εξαρτάται από ενδογενείς εγκεφαλικούς μηχανισμούς, οι οποίοι προφανώς παραμένουν αδιαφανείς στην καθημερινή εμπειρία μας.

Εξάλλου, γενικότερα, τόσο οι λεγόμενες «μεταφορές» όσο και οι «ψευδαισθήσεις» μας δεν είναι σχεδόν ποτέ αυθαίρετες αφού, κατά κανόνα, προκύπτουν από κάποια εγγενή δομικά χαρακτηριστικά της λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου.

Εκτός από τα αφηρημένα μαθηματικά μοντέλα σχετικά με τη φύση του κοσμικού χρόνου, τις τελευταίες δεκαετίες έχουν αρχίσει να αναπτύσσονται επιστημονικές θεωρίες και να πραγματοποιούνται συγκεκριμένα πειράματα που επιχειρούν να κατανοήσουν τον υποκειμενικό ή νοητικό χρόνο, όπως αυτός βιώνεται από τους ανθρώπους στην καθημερινή τους ζωή.

Επιστημονικά μοντέλα σχετικά με την αντίληψη του χρόνου που λαμβάνουν σοβαρά υπ’ όψιν τόσο τις καθημερινές εμπειρίες και τις ανάγκες των προσώπων όσο και την επιρροή των συναισθηματικών τους καταστάσεων.

Κοινός παρονομαστής αλλά και αφετηρία των σύγχρονων νευροψυχολογικών μοντέλων της αντίληψης του χρόνου είναι η παραδοχή ότι υπάρχει ένας κεντρικός εγκεφαλικός μηχανισμός για τη μέτρηση του χρόνου, ένα είδος «εγκεφαλικής κλεψύδρας» που συσσωρεύει και «καταμετρά» τις στιγμές του νοητικού μας χρόνου.

Marc Wittmann is a Research Fellow at the Institute for Frontier Areas of Psychology and Mental Health in Freiburg, Germany. He studied Psychology and Philosophy at the Universities of Fribourg and Munich, and received his Ph.D. at the Institute of Medical Psychology, University of Munich. From 2004 to 2009 he was Research Fellow in the Department of Psychiatry at the University of California, San Diego. His book Felt Time was published by MIT Press in February 2016.

Ένας «συσσωρευτής δευτερολέπτων», όπως τον αποκαλεί αφελώς ο Μαρκ Γουίτμαν (Marc Wittmann), κορυφαίος νευροψυχολόγος στην Ψυχιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, που εδώ και πολλά χρόνια μελετά τις εγκεφαλικές προϋποθέσεις της αίσθησης του χρόνου.

We have widely varying perceptions of time. Children have trouble waiting for anything. (“Are we there yet?”) Boredom is often connected to our sense of time passing (or not passing). As people grow older, time seems to speed up, the years flitting by without a pause. How does our sense of time come about? In Felt Time, Marc Wittmann explores the riddle of subjective time, explaining our perception of time—whether moment by moment, or in terms of life as a whole.

Η αφέλεια στο μοντέλο του Γουίτμαν συνίσταται στο ότι παρομοιάζει το εγκεφαλικό μας χρονόμετρο με ένα «νευρωνικό εκκρεμές» που η κάθε του αιώρηση αντιστοιχεί στο τικ-τακ ενός μηχανικού ρολογιού. Στην πραγματικότητα, υπάρχουν πολλά εξειδικευμένα νευρωνικά κυκλώματα, η λειτουργία των οποίων συνίσταται απλώς στο να καταγράφουν νευρικές ώσεις, ενώ ο συνολικός αριθμός των καταγεγραμμένων νευρικών ώσεων αντιστοιχεί στη χρονική διάρκεια στην οποία έλαβε χώρα μια πράξη.

Το μεγάλο ερώτημα βέβαια είναι αν αυτά τα νευρωνικά χρονόμετρα «καταγράφουν» παθητικά χρονικές στιγμές ή αν, αντίθετα, τις δημιουργούν.

In the moment: world clocks in the Parque do Pasatempo, Betanzos, Spain. Credit: leoplus/Flickr

Εξάλλου, τα δευτερόλεπτα, τα λεπτά, οι ώρες και τα χρόνια είναι αυθαίρετες ανθρώπινες υποδιαιρέσεις του χρόνου.

Πάντως, από τις σχετικές έρευνες αυτού του μηχανισμού προκύπτουν μερικά εξαιρετικά ενδιαφέροντα συμπεράσματα.

«Σύμφωνα με το καθιερωμένο γνωστικό μοντέλο, όσο περισσότερη προσοχή δίνουμε στον χρόνο τόσο αυξάνεται η υποκειμενική αίσθηση της διάρκειάς του», υποστηρίζει ο Γουίτμαν.

Αυτό συμβαίνει επειδή τα «τικ-τακ» του νευρωνικού μας χρονόμετρου συσσωρεύονται μονάχα όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας στον χρόνο ή όταν βρισκόμαστε σε κατάσταση επιφυλακής.

Πράγματι, όπως επιβεβαίωσαν πειραματικά, όποτε εστιάζουμε την προσοχή μας σε κάτι, η συχνότητα των νευρικών ώσεων αυξάνει, συνεπώς αυξάνει και η συχνότητα των ώσεων που καταγράφονται από την εγκεφαλική μας «κλεψύδρα».

Η νευρωνική χρονομηχανή

Credit: @GilCosta

Αρχίζουμε λοιπόν να υποψιαζόμαστε το γιατί και κυρίως το πώς η ψυχολογική μας διάθεση μπορεί να επηρεάζει την υποκειμενική μας αντίληψη του χρόνου.

Αυξάνοντας ή, εναλλακτικά, μειώνοντας τα νευρωνικά σήματα, θέτουμε σε κίνηση ή αδρανοποιούμε τους χρονοδείκτες του εγκεφαλικού ωρολογιακού μηχανισμού, δηλαδή, σαν να λέμε, θέτουμε σε κίνηση τους «κόκκους άμμου» στην εγκεφαλική μας κλεψύδρα!

Ίσως γι’ αυτό, όταν βαριόμαστε ή όταν βιώνουμε κάτι παθητικά, έχουμε την εντύπωση ότι ο χρόνος δεν περνά: η προσοχή μας παγιδεύεται και παγώνει σε ένα ατέρμονα μονότονο παρόν.

Πού όμως εντοπίζονται αυτά τα εγκεφαλικά χρονόμετρα; Και από ποια εγκεφαλικά υποστρώματα αναδύεται η ανθρώπινη αίσθηση του χρόνου; Δυστυχώς, σε αυτά τα αποφασιστικά ερωτήματα δεν υπάρχουν ακόμη οριστικές απαντήσεις.

Και οι απόψεις των ειδικών διίστανται για την ώρα: ορισμένοι υποστηρίζουν ότι η εγκεφαλική μας κλεψύδρα βρίσκεται κάπου μεταξύ της παρεγκεφαλίδας και των βασικών γαγγλίων.

Άλλοι θεωρούν ότι υπάρχουν πολλές τέτοιες «κλεψύδρες» που είναι διάσπαρτες σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου μας: πρόκειται δηλαδή για ειδικά νευρωνικά κυκλώματα που είναι κατανεμημένα στο σύνολο του εγκεφάλου.

Why time seems to fly during good times, and crawl during bad? Joe Paton, principal investigator at the Champalimaud Centre for the Unknown, is one step closer to explaining how and why, neurologically speaking, our brain keeps track of time. By training mice on tasks that depend on their sense of time, Joe’s team was able to identify specific neurons involved with the processing of time in the mouse brain. 

Πριν από δύο εβδομάδες, μια πρωτοποριακή ομάδα ερευνητών από την Πορτογαλία ανακοίνωσε επίσημα ότι επεμβαίνοντας επιλεκτικά σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου των ποντικών μπορούν να αλλάζουν την αντίληψη του χρόνου. Πρόκειται για τη γνωστή ερευνητική ομάδα του Τζο Πάτον (Joe Paton) που εργάζεται στο Champalimaud Centre for the Unknown της Λισαβόνας.

Sofia Soares et al investigated midbrain dopamine neurons during timing behavior in mice; when measuring and manipulating mouse activity, the team observed that dopamine neurons controlled temporal judgments on a time scale of seconds. Image credit: Geralt.

Η έρευνά τους, που ξεκίνησε πριν από μερικά χρόνια και μόλις δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Science», περιγράφει το πώς αυτοί οι ερευνητές κατάφεραν, πρώτη φορά, να εντοπίσουν ορισμένα νευρωνικά κυκλώματα που ρυθμίζουν την προσωπική αντίληψη του πώς περνά ο χρόνος.

Επιπλέον, οι ερευνητές αυτοί κατάφεραν να χειραγωγήσουν, δηλαδή να ρυθμίσουν ή να απορρυθμίσουν, αυτό το εγκεφαλικό κύκλωμα από ντοπαμινεργικούς νευρώνες, έτσι ώστε τα πειραματόζωα να υπερεκτιμούν ή, εναλλακτικά, να υποτιμούν τη διάρκεια ενός προκαθορισμένου χρονικού διαστήματος!

Το αποφασιστικό ερώτημα όμως παραμένει μέχρι σήμερα αναπάντητο: πώς και κυρίως γιατί ο πεπερασμένος ανθρώπινος νους, αυτή η πολύπλοκη βιολογική χρονομηχανή, απέκτησε εξελικτικά τη μοναδική ικανότητα να παραβιάζει νοητικά αλλά συστηματικά κάθε χρονικό περιορισμό. Γεγονός που υποδηλώνει ότι, σε όλο το ζωικό Βασίλειο, μόνο ο ανθρώπινος νους φαίνεται να μπορεί να υπερβαίνει το φράγμα του χρόνου, επιτρέποντάς μας να πραγματοποιούμε απαγορευμένα ταξίδια: όχι μόνο να ανασυγκροτούμε νοητικά το μακρινό παρελθόν μας, αλλά και να σχεδιάζουμε το απώτερο μέλλον μας.

Αν και, στο τέλος, ο χρόνος συνήθως περιγελά την έπαρση των ανθρώπινων σχεδίων.

Πηγές: http://science.sciencemag.org/content/354/6317/1273 - http://www.efsyn.gr/arthro/i-egkefaliki-hronomihani-mas