Ταξιδέψετε στο κέντρο του Γαλαξία. Scientists take viewers to the center of the Milky Way

Η NASA έδωσε στην δημοσιότητα ένα εντυπωσιακό βίντεο με εικόνες από το κέντρο του γαλαξία μας. A new visualization provides an exceptional virtual trip—complete with a 360-degree view—to the center of our home galaxy, the Milky Way. This project, made using data from NASA's Chandra X-ray Observatory and other telescopes, allows viewers to control their own exploration of the fascinating environment of volatile massive stars and powerful gravity around the monster black hole that lies in the center of the Milky Way. Credit: NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ. of Chile /C.Russell et al.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα από διαστημικά και επίγεια τηλεσκόπια ειδικοί απεικόνισης της NASA δημιούργησαν ένα εντυπωσιακό βίντεο που επιτρέπει στον θεατή να «ταξιδέψει» στο κέντρο του γαλαξία μας. Η Γη βρίσκεται σε απόσταση περίπου 26 χιλιάδων ετών φωτός από το κέντρο του Γαλαξία κάτι που μεταφράζεται σε περίπου 240 τρισεκατομμύρια χλμ. 

Δείτε το εντυπωσιακό αλλά και ιδιαίτερα «βίαιο» κέντρο του γαλαξία μας μέσα από το βίντεο της NASA. A 360-degree movie immerses viewers into a simulation of the center of our Galaxy. This visualization was enabled by data from Chandra and other telescopes and allows viewers to control their own exploration of this region. From the vantage point of the Milky Way's supermassive black hole, Sgr A*, the viewer can see about 25 Wolf-Rayet stars (white, twinkling objects) as they continuously eject stellar winds (black to red to yellow color scale). These winds collide with each other, and then some of this material (yellow blobs) spirals towards Sgr A*. The movie shows two simulations, each of which start around 350 years in the past and span 500 years. The first simulation shows Sgr A* in a calm state, while the second contains a more violent Sgr A* that is expelling its own material, thereby turning off the accretion of clumped material (yellow blobs) that is so prominent in the first portion. Credit: NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ. of Chile /C.Russell et al.

Το βίντεο αποτυπώνει σε οπτικό περιβάλλον 360 μοιρών τι συμβαίνει στο κέντρο του Γαλαξία όπου κυριαρχούν ασταθή γιγάντια άστρα τα οποία εκτοξεύουν την ύλη τους στην περιοχή. Επίσης γίνονται ορατά και κοσμικά φαινόμενα που παράγει η παρουσία του Τοξότη Α*. Πρόκειται για μια μελανή οπή με διάμετρο που εκτιμάται ότι είναι περίπου 45 εκατ. χλμ και μάζα περίπου 4 εκατ. φορές μεγαλύτερη από την μάζα του Ήλιου.

Πηγές: http://chandra.harvard.edu/photo/2018/gcenter360/animations.html - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=932529

Από πού κρατάει η σκούφια των Σκανδιναβών; Man began travelling to Scandinavia 11,700 years ago

Νέα μελέτη αποκαλύπτει το ποιοι και πώς έφτασαν πρώτοι στις βορειότερες χώρες της Ευρώπης και αποφάσισαν να ζήσουν εκεί. Στον χάρτη απεικονίζεται η διαδρομή που ακολούθησαν οι δύο ομάδες που μετανάστευσαν από την Ευρώπη στην Σκανδιναβία. Scientists found that people began travelling to the area in two separate groups around 9,500 years ago, shortly after the retreat of the last glaciers. The resulting population mixed and adapted genetically to the extreme environmental conditions they encountered.

Διεθνής ομάδα ειδικών με επικεφαλής επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Ουψάλα στην Σουηδία πραγματοποίησε μια γενετική μελέτη τα ευρήματα της οποίας όπως υποστηρίζουν αποκαλύπτουν την καταγωγή των Σκανδιναβών.

It is known as the land that gave rise to the fearsome Vikings and, for the first time, DNA evidence has revealed how Scandinavia came to be settled. Experts combined genetic data from fossilised human remains to make the find. Skeletal fragments from the Hummervikholmen site. Credit: Beate Kjørslevik

Οι ερευνητές ανέλυσαν το DNA ανθρώπων που ζούσαν στις περιοχές της Σκανδιναβίας κατά την διάρκεια της λίθινης εποχής και πιο συγκεκριμένα πριν από 9,5-6 χιλιάδες έτη.

Όπως υποστηρίζουν οι ερευνητές σε άρθρο τους στην επιθεώρηση «PLoS Biology» οι Σκανδιναβοί κατάγονται από δύο ομάδες ανθρώπων που έφτασαν στην περιοχή την ίδια χρονική περίοδο την οποία οριοθετούν πριν από 11,700 έτη όταν οι παγετώνες που είχαν καλύψει ολόκληρη την Σκανδιναβία κατά την εποχή παγετώνων που είχε προηγηθεί είχαν αρχίσει να υποχωρούν δημιουργώντας νέα κατοικήσιμα εδάφη.

Το ταξίδι και η νέα φυλή

Scandinavia was one of the last parts of Europe that became ice-free and habitable for humans at the end of the last Ice Age, more than 10,000 years ago. The excavation of the Stora Förvar cave resulted in the find of one of the fossilised hunter-gatherer remains. Credit: Hjalmar Stolpe. Antiquarian Topographical Archives (ATA), Stockholm.

Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι υπήρξαν δύο ομάδες ανθρώπων που ξεκίνησαν σχεδόν ταυτόχρονα την μετανάστευση από την ηπειρωτική Ευρώπη προς την Σκανδιναβία. Σύμφωνα με τους ερευνητές η πλειοψηφία αυτών των ανθρώπων ζούσε σε περιοχές της Δανίας και της Γερμανίας. Η μια ομάδα όπως εκτιμούν οι ερευνητές ακολούθησε ευθεία πορεία και διέσχισε την Βαλτική Θάλασσα περνώντας στην σημερινή Σουηδία. Η δεύτερη ομάδα ακολούθησε μια διαφορετική και πολύ πιο δύσκολη πορεία αφού αρχικά κινήθηκε βορειοδυτικά της Γερμανίας περνώντας στην Πολωνία και από εκεί προχώρησε βορειότερα στην Ρωσία, πέρασε στα εδάφη της σημερινής Φιλανδίας και από εκεί ακολουθώντας την ακτογραμμή έφτασε τελικά στις νοτιότερες περιοχές της Νορβηγίας από την πλευρά του Ατλαντικού Ωκεανού.

Η ομάδα αυτή αποφάσισε ότι αυτό είναι το τέρμα της διαδρομής και θα εγκατασταθεί σε εκείνες τις περιοχές. Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι κάποια στιγμή οι δύο ομάδες συναντήθηκαν και συγχωνεύτηκαν δημιουργώντας ένα μεγάλο γκρουπ ανθρώπων οι οποίοι κατάφεραν να προσαρμοστούν στο τοπικό περιβάλλον όπου επικρατούσε πολύ κρύο και απουσίαζε το φως. 

The team found that genetic variants associated with light skin and eye pigmentation were carried, on average, in greater frequency among Scandinavian hunter-gatherers than their ancestors from other parts of Europe.

Αυτή η προσαρμογή σύμφωνα με τους ερευνητές οδήγησε τελικά στην δημιουργία μιας νέας φυλής με ψηλούς, μυώδεις ανθρώπους. Οι άνθρωποι αυτοί είχαν ανοιχτόχρωμο δέρμα και πολλοί εξ αυτών είχαν γαλανά μάτια. Πρόκειται για μια φυλή από την οποία μερικές χιλιάδες χρόνια μετά προέκυψαν οι φοβεροί Βίκινγκς.

Πηγές: Günther T, Malmström H, et al. (2018) Population genomics of Mesolithic Scandinavia: Investigating early postglacial migration routes and high-latitude adaptation. PLoS Biol 16(1): e2003703. doi.org/10.1371/journal.pbio.2003703 – http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=932563

Ανακαλύφθηκαν απολιθώματα πεταλούδων 200 εκατ. ετών. Earliest fossil evidence of butterflies and moths

Πριν καν υπάρξουν λουλούδια. Examples of the oldest wing and body scales of primitive moths from the Schandelah-1 core photographed with transmitted light (magnification 630x). The scales are part of palynological preparations and occur together with fossil pollen grains and other organic plant remains. Size of the images (h) approx. 85 micrometer (w) approx. 65 micrometer. Credit: Bas van de Schootbrugge, Utrecht University

Επιστήμονες ανακάλυψαν απολιθώματα που δείχνουν ότι στη Γη πετούσαν πεταλούδες πριν από τουλάχιστον 200 εκατομμύρια χρόνια, 50 έως 70 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ό,τι θεωρείτο έως τώρα και -το πιο αξιοσημείωτο- προτού καν εμφανισθούν τα πρώτα λουλούδια στον πλανήτη μας.

Wing scales of a Glossata moth. Photo: Utrecht University

Τα 70 μικροσκοπικά αρχαία ίχνη φτερούγων, που βρέθηκαν μέσα σε πετρώματα στη βόρεια Γερμανία, είναι τα αρχαιότερα απολιθώματα λεπιδόπτερων που έχουν ποτέ βρεθεί. Έτσι, μεταθέτουν στο απώτερο παρελθόν την εμφάνιση των λεπιδόπτερων, μιας πολυπληθούς τάξης εντόμων στα οποία ανήκουν και οι πεταλούδες.

Οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα εν λόγω έντομα, που διαθέτουν μικροσκοπική προβοσκίδα και μπορούν να πίνουν το νέκταρ των ανθοφόρων φυτών, τα οποία παράλληλα επικονιάζουν, είχαν συνεξελιχθεί με τα λουλούδια που εμφανίσθηκαν πριν από 130 έως 140 εκατ. χρόνια. Όμως φαίνεται πως τα έντομα αυτά είχαν αναδυθεί πολύ νωρίτερα, έως και 75 εκατ. χρόνια πριν τα πρώτα άνθη, περίπου όταν είχαν εμφανισθεί και οι πρώτοι δεινόσαυροι.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Δρ Μπας βαν ντε Σουτμπρούγκε του ολλανδικού Πανεπιστημίου της Ουτρέχτης, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science Advances.

Example of a living representative of a primitive moth belonging to the Glossata, moths that bear a proboscid adapted for sucking up fluids, including nectar. Size of the scale bar is 1 cm. Credit: Hossein Rajaei

Τα λεπιδόπτερα σήμερα έχουν εξαπλωθεί πια σε όλες τις ηπείρους πλην της Ανταρκτικής. Καθώς είναι εύθραυστα πλάσματα, τα απολιθώματά τους είναι σπανιότατα.

Πηγές: Timo J. B. van Eldijk, Torsten Wappler, Paul K. Strother, Carolien M. H. van der Weijst, Hossein Rajaei, Henk Visscher, Bas van de Schootbrugge. A Triassic-Jurassic window into the evolution of Lepidoptera. Science Advances, 2018; 4 (1): e1701568 DOI: 10.1126/sciadv.1701568 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=932432

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