Ο μικρότερος υπολογιστής στον κόσμο. An even smaller world’s smallest ‘computer’

Οι ερευνητές έδωσαν στην δημοσιότητα μια φωτογραφία με τον υπολογιστή που δημιούργησαν δίπλα σε ένα κόκκο ρυζιού για να δείξουν πόσο μικρός είναι. he latest from IBM and now the University of Michigan is redefining what counts as a computer at the microscale. The Michigan Micro Mote (M3) next to a grain of rice for scale. Photo: Joseph Xu/Michigan Engineering

Πριν από τρεις μήνες (Μάρτιος 2018) η IBM ανακοίνωσε την κατασκευή του μικρότερου υπολογιστή στον κόσμο με διαστάσεις 1 χιλιοστό x1 χιλιοστό. Το ρεκόρ κατέρριψε μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Michigan που κατασκεύασε έναν μικρότερο υπολογιστή, τον Michigan Micro Mote, με μήκος μόλις 0,3 χιλιοστά – μικρότερο κι από έναν κόκκο ρυζιού.

Όμως υπάρχει ένα αλλά… Όταν αποσυνδέουμε τον υπολογιστή μας τα προγράμματα και τα δεδομένα του δεν χάνονται – εξακολουθούν να υπάρχουν όταν τον θέσουμε πάλι σε λειτουργία. Αυτές οι μικροκατασκευές της IBM και του Πανεπιστημίου Michigan χάνουν τους προγραμματισμούς και τα δεδομένα τους όταν πάψουν να τροφοδοτούνται με ενέργεια.

Αριστερά, ο μικροσκοπικός υπολογιστής της IBM. Δεξιά, ο ακόμα μικρότερος υπολογιστής Michigan Micro Mote – πιο μικρός κι από έναν κόκκο ρυζιού.

Ο μικροσκοπικός υπολογιστής του Michigan  έχει το 1/10 του μεγέθους της αντίστοιχης μικροκατασκευής της ΙΒΜ, καταναλώνει ελάχιστη ισχύ και είναι διαφανής, αφού το φως μπορεί να προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα στα μικροσκοπικά του κυκλώματα. Προς το παρόν ο μικρότερος υπολογιστής του κόσμου λειτουργεί ως αισθητήρας θερμοκρασίας μεγάλης ακρίβειας.

Μπορεί να καταγράψει θερμοκρασίες σε μικροσκοπικές περιοχές – π.χ. μιας ομάδας κυττάρων – με σφάλμα περίπου 0,1 βαθμούς της κλίμακας Κελσίου. Το σύστημα μπορεί να επαναπρογραμματιστεί ώστε να εκτελεί κι άλλες εργασίες, αλλά οι ερευνητές προτίμησαν τις μετρήσεις θερμοκρασίες εξαιτίας της χρησιμότητάς τους στην ογκολογία, μετά από πρόταση του Gary Luker, καθηγητή ραδιολογίας και βιοϊατρικής μηχανικής. Κάποιες μελέτες δείχνουν ότι η καρκινικοί όγκοι είναι θερμότεροι από τους φυσιολογικούς ιστούς, αλλά τα δεδομένα δεν είναι επαρκή για να καταλήξει κανείς στο συμπέρασμα αυτό. Η γνώση της θερμοκρασίας μπορεί να βοηθήσει στην αξιολόγηση των θεραπειών του καρκίνου.

«Δεδομένου ότι ο αισθητήρας θερμοκρασίας είναι μικρός και βιοσυμβατός, μπορούμε να τον εμφυτεύσουμε σε ένα ποντίκι, και γύρω από αυτόν να αναπτυχθούν καρκινικά κύτταρα» λέει ο Gary Luker. «Χρησιμοποιώντας τον λιλιπούτειο υπολογιστή ως αισθητήρα θερμοκρασίας μπορούμε να διερευνήσουμε τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του όγκου σε σχέση με τους φυσιολογικούς ιστούς και ίσως μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε τις μεταβολές της θερμοκρασίας ώστε να προσδιορίσουμε την επιτυχία ή την αποτυχία της θεραπείας».

Εκτός από τα πειράματα του Luker ο μικροσκοπικός υπολογιστής μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλους σκοπούς. Ήδη μετά την ανακοίνωση της κατασκευής του οι κατασκευαστές του Michigan Micro Mote δέχονται καταιγισμό προτάσεων συνεργασίας για διάφορες έρευνες.

Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μετρητής πίεσης μέσα στο μάτι για διάγνωση γλαυκώματος, στις μελέτες για τον καρκίνο, στην παρακολούθηση δεξαμενών πετρελαίου, στην παρακολούθηση βιοχημικών διεργασιών κ.ά.

Ο μικρότερος υπολογιστής του κόσμου παρουσιάστηκε στις 21 Ιουνίου 2018 στο συμπόσιο «VLSI Technology and Circuits» στην εργασία με τίτλο: “A 0.04 mm³ 16nW Wireless and Batteryless Sensor System with Integrated Cortex-M0+ Processor and Optical Communication for Cellular Temperature Measurement.”

Πηγές: https://news.engin.umich.edu/2018/06/an-even-smaller-worlds-smallest-computer/ - physicsgg

Πόσοι πλανήτες «ζουν» σε μια μαύρη τρύπα; How many planets "live" in a black hole?

Αυτό που ξέρουμε είναι πως τίποτε δεν μπορεί να επιβιώσει κοντά σε μια μαύρη τρύπα. Μια νέα μελέτη φέρνει τα πάνω κάτω υποδεικνύοντας ότι μπορεί μια μαύρη τρύπα να διαθέτει αμέτρητους κόσμους φιλικούς στη ζωή. Huge numbers of potentially habitable planets could theoretically exist in stable orbits around a supermassive black hole, such as the fictional Gargantua from the 2014 film "Interstellar." Credit: Paramount Pictures

H ιδέα της ύπαρξης κάποιων μυστηριωδών κοσμικών σωμάτων όπου οι νόμοι της φυσικής δεν έχουν καμία υπόσταση έκανε την εμφάνισή της στα τέλη του 18ου αιώνα αρχικά από τον Τζον Μίτσελ, Βρετανό που σπούδασε φιλοσοφία και θεολογία αλλά ασχολήθηκε με την αστρονομία, τη γεωλογία και άλλους επιστημονικούς κλάδους, και αμέσως μετά από τον σπουδαίο γάλλο μαθηματικό Πιερ Σιμόν Λαπλάς. Έπρεπε να περάσουν 130 χρόνια για να υπάρξει μια πληρέστερη θεωρητική περιγραφή αυτών των σωμάτων (Γενική Θεωρία της Σχετικότητας) και άλλα 50 χρόνια για να αποκτήσουν ένα όνομα. Το 1968, σε ένα συνέδριο στη Γαλλία, ο αμερικανός αστροφυσικός Τζον Α. Γουίλερ ονόμασε για πρώτη φορά τα αντικείμενα αυτά «μαύρες τρύπες». Η συνεχής βελτίωση των τεχνικών μέσων παρατήρησης του Σύμπαντος (ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια, διαστημικά τηλεσκόπια, εξελιγμένα προγράμματα προσομοιώσεων κ.λπ.) επέτρεψαν στην επιστημονική κοινότητα να εντοπίζει και να παρατηρεί αυτά τα μυστηριώδη σώματα για τα οποία έχουν αναπτυχθεί πολλές θεωρίες.

An illustration of the event horizon, the closest distance to a black hole from which light can escape. Credit: Answers magazine

Μέχρι σήμερα όλα τα στοιχεία που έχουν στη διάθεσή τους οι επιστήμονες υποδεικνύουν ότι η φύση των μελανών οπών είναι να… καταβροχθίζουν οτιδήποτε πέφτει στα τρομακτικής ισχύος βαρυτικά τους δίχτυα. Τίποτε, ακόμη και το φως, δεν μπορεί να δραπετεύσει από μια μαύρη τρύπα αν έχει την ατυχία να πέσει πάνω της. Έχουν κατά καιρούς πέσει στο τραπέζι και ορισμένες θεωρίες που αναφέρουν ότι οι μαύρες τρύπες δεν καταστρέφουν την ύλη αλλά την εξαφανίζουν και είτε τη μετατρέπουν σε κάποια μορφή που εμείς δεν μπορούμε να κατανοήσουμε είτε την εμφανίζουν κάπου αλλού όπου εμείς δεν έχουμε πρόσβαση. Κάποιοι, για παράδειγμα, λένε ότι οι μαύρες τρύπες είναι πύλες μεταφοράς σε άλλα Σύμπαντα.

Our first system with 1 million Earths in the habitable zone.  The left panel only shows one of every 25 rings of planets and only one of every 25 planets on each ring.  The zoom-in on the right includes all of the planets within a small patch of the habitable zone. Credit: Sean Raymond

Για πρώτη φορά πέφτει στο τραπέζι μια θεωρία που παρουσιάζει τις μαύρες τρύπες ως έναν πόλο γύρω από τον οποίο μπορεί να δημιουργηθεί ένας τεραστίων διαστάσεων κόσμος φιλόξενος στη ζωή. Ο Σον Ρέιμοντ, αστροφυσικός του Αστεροσκοπείου του Μπορντό στη Γαλλία, υποστηρίζει ότι μπορούν να βρίσκονται σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα ένα εκατομμύριο κατοικήσιμοι πλανήτες!

Οι προσομοιώσεις

Diagram of a hypothetical sun-black hole solar system. Credit: Sean Raymond

Για να αναπτυχθούν συνθήκες ευνοϊκές στη ζωή (όπως τουλάχιστον εμείς τη γνωρίζουμε) πρέπει ένας πλανήτης να βρίσκεται σε απόσταση τέτοια από το μητρικό του άστρο ώστε οι συνθήκες σε αυτόν να μην είναι ούτε πολύ θερμές ούτε πολύ ψυχρές και να υπάρχει το απολύτως απαραίτητο για την παρουσία της ζωής νερό σε υγρή μορφή. Η περιοχή όπου υπάρχουν αυτές οι συνθήκες κοντά σε ένα άστρο έχει ονομαστεί από την επιστημονική κοινότητα «κατοικήσιμη ζώνη». Στην κατοικήσιμη ζώνη του ηλιακού μας συστήματος βρήκε θέση μόνο ένας πλανήτης… η Γη. Σε άλλα συστήματα υπάρχουν περισσότεροι, όπως για παράδειγμα, στον TRAPPIST-1 όπου έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα στην κατοικήσιμη ζώνη τρεις πλανήτες με μέγεθος μάλιστα παρόμοιο με αυτό της Γης, γεγονός που αυξάνει τις πιθανότητες να έχουν αναπτυχθεί κάποιες μορφές ζωής έστω και σε μικροβιακό επίπεδο.

Stellar evolutionary paths.  Only very massive stars go supernova and can become black holes.  From this website.

Μέχρι στιγμής έχουν εντοπιστεί τριών ειδών μελανές οπές στο Σύμπαν. Το ένα είδος είναι μαύρες τρύπες με μάζα παρόμοια με εκείνη μερικών δεκάδων ή εκατοντάδων άστρων όπως ο Ήλιος. Το άλλο είδος είναι μαύρες τρύπες με μάζα παρόμοια με εκείνη εκατομμυρίων και δισεκατομμυρίων άστρων όπως ο Ήλιος. Συνήθως ο δεύτερος τύπος μελανών οπών, οι λεγόμενες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, βρίσκονται στο κέντρο των μεγάλων γαλαξιών. Υπάρχει και ένας τρίτος τύπος μελανών οπών με ενδιάμεσο μέγεθος, για τις οποίες οι επιστήμονες γνωρίζουν ελάχιστα πράγματα.

Οι μαύρες τρύπες είναι επίσης εξαιρετικά συμπυκνωμένες. Μια μαύρη τρύπα με μάζα παρόμοια με αυτή του Ηλίου θα έχει διάμετρο μόλις έξι χλμ. Η μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, ο Τοξότης Α*, έχει μάζα περίπου 4 εκατ. άστρων σαν τον Ήλιο και διάμετρο περίπου 23,6 χλμ.

Ο Ρέιμοντ μελέτησε μια σειρά από σενάρια. Το πρώτο ήταν τι θα συνέβαινε αν στο ηλιακό μας σύστημα υπήρχε μια μαύρη τρύπα με μάζα παρόμοια με τον Ήλιο. Η απάντηση είναι πως δεν θα άλλαζε κάτι ουσιαστικό στις τροχιές των πλανητών. Ίσως να αυξανόταν η ταχύτητα της κίνησης της Γης, κάτι που θα είχε ως αποτέλεσμα ο πλανήτης μας να ολοκλήρωνε νωρίτερα την περιστροφή του γύρω από τον Ήλιο από ό,τι σήμερα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του Ρέιμοντ, ένα γήινο έτος αντί 365 ημέρες θα είχε διάρκεια 258 ημέρες.

More than 500 Earth-like planets could circle a million-solar-mass black hole, given some fortuitous star placement, according to astrophysicist Sean Raymond. Credit: Sean Raymond

Ο Ρέιμοντ αποφάσισε να διαπιστώσει αν μπορεί να υπάρξει ένα πλανητικό σύστημα γύρω από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Για την ακρίβεια, θέλησε να δει τι θα γινόταν αν η μαύρη τρύπα είχε μάζα ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Σύμφωνα με τον Ρέιμοντ, αυτή η μαύρη τρύπα θα είχε διάμετρο παρόμοια με αυτή του Ηλίου και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι στην κατοικήσιμη ζώνη της θα μπορούσαν να υπάρξουν 550 πλανήτες με μέγεθος ανάλογο με αυτό της Γης. Αν και οι πλανήτες της κατοικήσιμης ζώνης που θα ήταν εγγύτερα στη μαύρη τρύπα θα δέχονταν τις βαρυτικές πιέσεις της, σύμφωνα με την προσομοίωση, θα κατάφερναν να τις αποκρούσουν και θα παρέμεναν ασφαλείς στις θέσεις τους. 

Το μυστικό για να υπάρχουν πλανητικά συστήματα γύρω από μια μελανή οπή, σύμφωνα με τον Ρέιμοντ, είναι να υπάρχουν ανάμεσα σε αυτή και τους πλανήτες κάποια άστρα.

Οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι αν κοντά σε μια μελανή οπή μάζας ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερης από αυτής του Ηλίου υπάρχουν εννέα άστρα παρόμοια με τον Ήλιο, τότε θα δημιουργηθούν περίπου 400 κατοικήσιμες ζώνες, στην καθεμία εκ των οποίων θα μπορούν να υπάρχουν περίπου 2.500 χιλιάδες πλανήτες με μέγεθος ανάλογο με αυτό της Γης. Όλοι αυτοί οι πλανήτες θα είχαν απόσταση μεταξύ τους παρόμοια με αυτή της Γης με τη Σελήνη.

In this case, the 3 au habitable zone is lit by 36 suns at 6 au, rather than 9 suns at 0.5au, from the center of a supermassive black hole.

Αν υπάρχουν περισσότερα άστρα σε ένα τέτοιο σύστημα, οι συνθήκες θα είναι πολύ ενδιαφέρουσες. Αν για παράδειγμα αντί για εννέα άστρα σαν τον Ήλιο σε ένα τέτοιο σύστημα υπάρχουν 36 άστρα σαν τον Ήλιο, με δεδομένη τη γρήγορη περιστροφή που θα έχουν τα άστρα αυτά γύρω από τη μαύρη τρύπα, τότε οι εκατοντάδες χιλιάδες πλανήτες του συστήματος θα λούζονται πάντα από φως και δεν θα βιώνουν ποτέ τη νύχτα.

Σε ένα τέτοιο σύστημα οι πλανήτες θα είναι ακόμη πιο κοντά ο ένας στον άλλο, περίπου δέκα φορές πιο κοντά από ό,τι η Σελήνη στη Γη, και ο κάθε πλανήτης θα εμφανίζεται στον ουρανό του άλλου σαράντα φορές μεγαλύτερος από ό,τι η πανσέληνος στη Γη. «Σε αυτή την περίπτωση οι κάτοικοι αυτών των πλανητών θα μπορούν να συνδέονται εύκολα με διαστημικά ασανσέρ» αναφέρει ο Ρέιμοντ και σημειώνει: «Ο στόχος που είχα ξεκινώντας αυτή την έρευνα ήταν να σπρώξω λίγο τα όρια, να πάω λίγο πιο πέρα από αυτό που νομίζουμε ότι είναι πιθανό να συμβαίνει. Μπορεί αυτά τα συστήματα που βγάζουν οι προσομοιώσεις να φαίνονται προϊόντα επιστημονικής φαντασίας, αλλά από την άλλη δίνουν ένα έναυσμα για να προσπαθήσουμε να ταξιδέψουμε στις μαύρες τρύπες, και ποιος ξέρει τι μπορεί να συναντήσουμε εκεί που μπορεί να είναι έξω από αυτό που εμείς θεωρούμε κανονικό».

Πηγές: https://planetplanet.net/2018/05/30/the-black-hole-ultimate-solar-system/ - https://www.space.com/40846-black-hole-million-habitable-planets.html - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=994202

Εντοπίστηκαν 80 νέοι εξωπλανήτες. Nearly 80 exoplanet candidates identified in record time

Δεκάδες νέους εξωπλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά σε διάφορα άστρα του γαλαξία μας εντόπισαν ερευνητές του ΜΙΤ. Ανάμεσα τους και ο πιο φωτεινός εξωπλανήτης που γνωρίζουμε. The NASA Kepler spacecraft’s reborn K2 mission announced this week the discovery of 78 new potential exoplanets: 30 high-quality planet candidates and 48 objects that may be either planets or false positives. An artist’s impression of HD 73344b. Image credit: Sci-News.com.

Μέχρι στιγμής έχουν εντοπιστεί περισσότεροι από 3,700 πλανήτες μακριά από το ηλιακό μας σύστημα, οι λεγόμενοι εξωπλανήτες, ενώ έχει υποδειχθεί η ύπαρξη περίπου δύο χιλιάδων ακόμη για τους οποίους γίνεται προσπάθεια επιβεβαίωσης της παρουσίας τους.

NASA’s Kepler Space Telescope orbits the Sun in concert with the Earth, slowly drifting away from Earth. Image: NASA Kepler Mission/Dana Berry

Η συντριπτική πλειοψηφία του εντοπισμού εξωπλανητών μέχρι στιγμής είναι αποτέλεσμα της αποστολής Kepler το διαστημικό τηλεσκόπιο της οποίας έχει εξερευνήσει εκατοντάδες χιλιάδες άστρα αναζητώντας εξωπλανήτες. Σημαντικό μέρος των δεδομένων της αποστολής βρίσκονται ακόμη υπό εξέταση από διάφορες ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο και ανά τακτά χρονικά διαστήματα κάποια από αυτές τις ομάδες ανακοινώνει τον εντοπισμό εξωπλανητών.

Το ίδιο συνέβη και τώρα με μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής επιστήμονες του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης, του περίφημου MIT. Με δημοσίευση τους στην επιθεώρηση «The Astronomical Journal» οι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι εντόπισαν τα ίχνη 80 εξωπλανητών και πρέπει τώρα να γίνουν νέες παρατηρήσεις για να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη τους. Από όλους αυτούς του εξωπλανήτες αυτός που παρουσιάζει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον είναι ένας εξωπλανήτης που βρίσκεται σε απόσταση 114 ετών φωτός από την Γη και κινείται σε τροχιά γύρω από το άστρο HD 73344.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι πρόκειται για ένα πλανήτη αερίων με μέγεθος 2,5 φορές μεγαλύτερο από αυτό της Γης και θερμοκρασίες περίπου 1,300 βαθμών Κελσίου. «Πιστεύουμε ότι έχουμε να κάνουμε με μια μικρότερη αλλά πιο καυτή εκδοχή ενός πλανήτη σαν τον Ουρανό ή τον Ποσειδώνα» αναφέρει ο Ιαν Κρόσφιλντ, καθηγητής φυσικής στο MIT εκ των επικεφαλής της έρευνας. Σύμφωνα με τους ερευνητές ο πλανήτης αυτός είναι από τους πιο φωτεινούς αν όχι ο πιο φωτεινός εξωπλανήτης που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα. Αυτό σημαίνει ότι η παρατήρηση του θα είναι ευκολότερη και θα αποκαλύψει πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία τόσο για αυτόν όσο και για το πλανητικό σύστημα στο οποίο ανήκει.

Πηγές: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/aac6e6 - http://news.mit.edu/2018/nearly-80-exoplanet-candidates-identified-record-time-0621 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=995034

Μανόλης Αναγνωστάκης, Προσχέδιο δοκιμίου πολιτικής αγωγής *

George Condo, The Trial, 2017

Οι τσαγκαράδες να φτιάνουν όπως πάντα γερά παπούτσια

Οι εκπαιδευτικοί να συμμορφώνονται με το αναλυτικό πρόγραμμα του Υπουργείου

Οι τροχονόμοι να σημειώνουν με σχολαστικότητα τις παραβάσεις

Οι εφοπλιστές να καθελκύουν διαρκώς νέα σκάφη

Οι καταστηματάρχες ν’ ανοίγουν και να κλείνουν σύμφωνα με το εκάστοτε ωράριο

Οι εργάτες να συμβάλλουν ευσυνείδητα στην άνοδο του επιπέδου παραγωγής

Οι αγρότες να συμβάλλουν ευσυνείδητα στην κάθοδο του επιπέδου καταναλώσεως

Οι φοιτητές να μιμούνται τους δασκάλους τους και να μην πολιτικολογούν

Οι ποδοσφαιριστές να μη δωροδοκούνται πέραν ενός λογικού ορίου

Οι δικαστές να κρίνουν κατά συνείδησιν και εκτάκτως μόνον, κατ’ επιταγήν

Ο τύπος να μη γράφει ό,τι πιθανόν να εμβάλλει εις ανησυχίαν τους φορτοεκφορτωτάς

Οι ποιητές όπως πάντα να γράφουν ωραία ποιήματα.

Paul Klee, Still Burning, 1939

* Πρόκειται περί προσχεδίου, ως ο τίτλος, και προσφέρεται εις ελευθέραν δημοσίαν συζήτησιν. Μετά τας ακουσθησομένας απόψεις θα γίνει τελική επεξεργασία υπό ομάδος εγκρίτων Ποιητών και θα παραδοθεί εις το κοινόν προς γνώσιν και αναμόρφωσιν.

Από τη συλλογή «Ο στόχος» (1970)

Πώς η κοινωνική απομόνωση αλλάζει τον εγκέφαλο. How Social Isolation Transforms the Brain

Giorgio de Chirico, Solitude, 1917. Ένα συγκεκριμένο χημικό του εγκεφάλου υπερπαράγεται προκαλώντας επιθετικότητα και φόβο – Δοκιμάστηκε φάρμακο που μπλοκάρει τη διαδικασία εξαφανίζοντας αυτές τις επιπτώσεις. A particular neural chemical is overproduced during long-term social isolation, causing increased aggression and fear.

Η χρόνια κοινωνική απομόνωση βλάπτει σοβαρά την ψυχική υγεία - έχει συνδεθεί επανειλημμένως με κατάθλιψη και διαταραχή μετατραυματικού στρες. Τώρα, μια ομάδα από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) ανακάλυψε ότι η κοινωνική απομόνωση προκαλεί συσσώρευση ενός συγκεκριμένου χημικού στον εγκέφαλο καθώς και ότι το μπλοκάρισμα αυτού του χημικού μπορεί να «σβήσει» τις αρνητικές επιπτώσεις της. Τα νέα αυτά ευρήματα που δημοσιεύθηκαν τον περασμένο μήνα στην επιθεώρηση «Cell» μπορούν να έχουν εφαρμογή σε ό,τι αφορά την αντιμετώπιση των ψυχικών διαταραχών στους ανθρώπους.

Συμπεριφορικές αλλαγές

Οι ερευνητές κατέληξαν στα συμπεράσματά τους τα οποία επιβεβαιώνουν αλλά και «επεκτείνουν» προηγούμενες παρατηρήσεις μέσα από πειράματα σε ποντίκια. Είδαν συγκεκριμένα ότι η χρονίζουσα κοινωνική απομόνωση προκαλεί πολλές συμπεριφορικές αλλαγές στα πειραματόζωα, όπως επιθετικότητα, επίμονο φόβο αλλά και υπερευαισθησία σε απειλητικά ερεθίσματα. Για παράδειγμα, όταν τα ποντίκια έρχονταν αντιμέτωπα με ένα απειλητικό ερέθισμα, όσα εξ αυτών ήταν κοινωνικώς απομονωμένα παρέμεναν «παγωμένα» στη θέση τους για πολλή ώρα αφότου η απειλή είχε πλέον περάσει - όσα ποντίκια δεν ήταν απομονωμένα όμως επανέρχονταν σε φυσιολογική συμπεριφορά πολύ πιο σύντομα. Οι επιδράσεις αυτές παρατηρήθηκαν μετά από υποβολή των ζώων σε δύο εβδομάδες κοινωνικής απομόνωσης, όχι όμως και όταν η απομόνωση ήταν βραχυπρόθεσμη - της τάξεως των 24 ωρών. Το γεγονός αυτό μαρτυρεί ότι οι συμπεριφορικές αλλαγές απαιτούν χρόνια απομόνωση.

Από τις μύγες στα ποντίκια

Σε προηγούμενη μελέτη της η ίδια ομάδα είχε δείξει μέσα από πειράματα σε δροσόφιλες (οι αποκαλούμενες μύγες του ξιδιού) ότι ένα νευροχημικό του εγκεφάλου που ονομάζεται ταχυκινίνη παίζει ρόλο στην εμφάνιση επιθετικότητας στις κοινωνικώς απομονωμένες μύγες. Η ταχυκινίνη είναι ένα νευροπεπτίδιο το οποίο εκλύεται από ορισμένους νευρώνες όταν αυτοί ενεργοποιούνται. Τα νευροπεπτίδια προσδένονται σε συγκεκριμένους υποδοχείς άλλων νευρώνων, τροποποιώντας τις ιδιότητές τους και επιδρώντας έτσι στη λειτουργία του κυκλώματος των νευρώνων.

Οι ερευνητές προσπαθώντας να ανακαλύψουν αν η ταχυκινίνη παίζει ρόλο και στις συμπεριφορές που συνδέονται με την κοινωνική απομόνωση στα θηλαστικά, διεξήγαγαν πειράματα σε ποντίκια. Στα ποντίκια, το γονίδιο της ταχυκινίνης Tac2 κωδικοποιεί ένα νευροπεπτίδιο που ονομάζεται νευροκινίνη Β (NkB). To Tac2/NkB παράγεται από νευρώνες σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου των ποντικιών όπως η αμυγδαλή και ο υποθάλαμος που εμπλέκονται στη συναισθηματική και κοινωνική συμπεριφορά.

Φαρμακευτική αναστροφή

Οι επιστήμονες είδαν ότι η χρόνια απομόνωση οδηγεί σε αύξηση της δραστηριότητας του γονιδίου Τac2 και τελικώς σε αύξηση της παραγωγής του NkB στον εγκέφαλο. Ωστόσο η χορήγηση ενός φαρμάκου που μπλοκάρει τους υποδοχείς του NkB επέτρεψε στα στρεσαρισμένα ζώα να συμπεριφέρονται φυσιολογικά, εξουδετερώνοντας τις αρνητικές επιδράσεις της κοινωνικής απομόνωσης. Αντιστρόφως, η τεχνητή αύξηση της δραστηριότητας του Tac2 οδήγησε φυσιολογικά ποντίκια που δεν είχαν στρες σε συμπεριφορές που ήταν χαρακτηριστικές του στρες και της κοινωνικής απομόνωσης.

Σε ένα δεύτερο επίπεδο των πειραμάτων οι ερευνητές αποσιώπησαν το γονίδιο Tac2 σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου. Είδαν ότι η αποσιώπηση του γονιδίου στην αμυγδαλή σταματούσε τη φοβική συμπεριφορά, όχι όμως και την επιθετικότητα. Η αποσιώπηση πάλι του γονιδίου στον υποθάλαμο του εγκεφάλου σταματούσε την επιθετικότητα, όχι όμως και τον φόβο. Τα αποτελέσματα αυτά μαρτυρούν ότι τα επίπεδα της δραστηριότητας του Tac2 αυξάνονται σε διάφορες εγκεφαλικές περιοχές ώστε να παραχθούν οι διαφορετικές επιδράσεις της κοινωνικής απομόνωσης.

Ελπίδα για νέες θεραπείες

Η ομάδα του Caltech ανακάλυψε πώς η κοινωνική απομόνωση οδηγεί σε συμπεριφορές όπως ο φόβος και η επιθετικότητα και πιστεύει ότι τα ευρήματά της μπορούν να οδηγήσουν σε νέες θεραπείες για τις ψυχικές διαταραχές. Artist's concept of a brain in isolation. Credit: Maayan Harel

Παρότι η μελέτη αυτή διεξήχθη σε ποντίκια, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορεί να οδηγήσει στην κατανόηση σχετικά με το πώς το χρόνιο στρες επιδρά και στον άνθρωπο. «Οι άνθρωποι διαθέτουν ένα ανάλογο μονοπάτι σήμανσης του Tac2, γεγονός που μαρτυρεί ότι τα ευρήματά μας μπορούν να έχουν κλινική "μετάφραση" σε ό,τι αφορά τον άνθρωπο» ανέφερε ο Μοριέλ Ζελικόφσκι, επικεφαλής της δημοσίευσης, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του καθηγητή Βιολογίας στο Caltech Ντέιβιντ Αντερσον και προσέθεσε: «Όταν αναζητούμε θεραπείες για τις ψυχικές διαταραχές, παραδοσιακά επικεντρωνόμαστε σε ευρεία συστήματα νευροδιαβιβαστών όπως της σεροτονίνης και της ντοπαμίνης που κυκλοφορούν σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Ωστόσο η παρέμβαση σε αυτά τα συστήματα μπορεί να έχει και παρενέργειες λόγω της ευρείας παρουσίας τους στον εγκέφαλο. Έτσι, η τοπική τροποποίηση ενός νευροπεπτιδίου όπως το Tac2 μπορεί να αποτελέσει υποσχόμενη προσέγγιση σε ό,τι αφορά τις θεραπείες για τα προβλήματα ψυχικής υγείας».

Πηγές: http://www.caltech.edu/news/how-social-isolation-transforms-brain-82290 - https://authors.library.caltech.edu/86450/ - https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30361-1 - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=994163

Ο Αϊνστάιν αποδείχθηκε σωστός και μάλιστα σε άλλο γαλαξία. Hubble proves Einstein correct on galactic scales

Ο πιο ακριβής έως σήμερα έλεγχος της γενικής θεωρίας σχετικότητας του Αϊνστάιν. An image of the nearby galaxy ESO 325-G004, created using data collected by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and the MUSE instrument on the ESO’ Very Large Telescope. MUSE measured the velocity of stars in ESO 325-G004 to produce the velocity dispersion map that is overlaid on top of the Hubble Space Telescope image. Knowledge of the velocities of the stars allowed the astronomers to infer the mass of ESO 325-G004. The inset shows the Einstein ring resulting from the distortion of light from a more distant source by intervening lens ESO 325-004, which becomes visible after subtraction of the foreground lens light. Credit: ESO, ESA/Hubble, NASA

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων έκανε τον πιο ακριβή έως σήμερα έλεγχο της γενικής θεωρίας σχετικότητας του Αϊνστάιν όχι μόνο πέρα από το ηλιακό μας σύστημα, αλλά και πέρα από τον δικό μας γαλαξία, επιβεβαιώνοντας την ορθότητά της, για τη συμπεριφορά της βαρύτητας σε κοσμική κλίμακα.

Astronomers have made the most precise test ever of general relativity outside the Milky Way. A nearby galaxy acts as a strong gravitational lens, distorting light from a distant galaxy behind it to create an Einstein ring around its centre. By comparing the mass of the lensing galaxy with the curvature of space around it, the astronomers found that gravity on these astronomical length-scales behaves as predicted by general relativity. Credit: ESO

Συνδυάζοντας στοιχεία από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Χαμπλ» και το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου στη Χιλή, οι επιστήμονες έδειξαν ότι πράγματι η βαρύτητα συμπεριφέρεται όπως ακριβώς προβλέπει η γενική θεωρία σχετικότητας που είχε παρουσιάσει ο Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1915.

This infographic compares the two methods used to measure the mass of the galaxy ESO 325-G004. The first method used ESO’s Very Large Telescope to measure the velocities of stars in ESO 325-G004. The second method used the NASA/ESA Hubble Space Telescope to observe an Einstein ring caused by light from a background galaxy being bent and distorted by ESO 325-G004. By comparing these two methods of measuring the strength of the gravity of ESO 325-G004, it was determined that Einstein’s general theory of relativity works on extragalactic scales — something that had not been previously tested. Credit: ESA/Hubble, ESO, NASA

Από τότε, η θεωρία αυτή έχει περάσει με «άριστα» από αλλεπάλληλα τεστ στη Γη και το διάστημα. Οι νέες ακόμη πιο μακρινές μετρήσεις, που έδειξαν πως καμπυλώνεται το φως (και άρα ο χωροχρόνος) γύρω από τον γαλαξία, επιβεβαίωσαν για μια ακόμη φορά ότι η θεωρία είναι σωστή.

Οι ερευνητές από τη Βρετανία, τη Γερμανία και τις ΗΠΑ, με επικεφαλής τον δρα Τόμας Κόλετ του Ινστιτούτου Κοσμολογίας και Βαρύτητας του βρετανικού Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Science", χρησιμοποίησαν έναν σχετικά κοντινό γαλαξία (τον ESO325-G004 σε απόσταση 450 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη) ως βαρυτικό φακό για να πραγματοποιήσουν ένα τεστ ακριβείας της θεωρίας.

This diagram shows how the effect of gravitational lensing around a normal galaxy focuses the light coming from a very distant star-forming galaxy merger to created a distorted, but brighter view. The NASA/ESA Hubble Space Telescope and many other telescopes on the ground and in space have enlisted the help of a galaxy-sized magnifying glass to reveal otherwise invisible detail and obtain the best view yet of a collision that took place between two galaxies when the Universe was only half its current age. The image showing these combined observations can be seen in the inset. These new studies of the galaxy H-ATLAS J142935.3-002836 have shown that this complex and distant object looks surprisingly like the well-known local galaxy collision, the Antennae Galaxies. Credit: ESA/ESO/M. Kornmesser

Ο γαλαξίας αυτός δρα ως ισχυρός βαρυτικός φακός, στρεβλώνοντας το φως από έναν άλλο πολύ πιο μακρινό γαλαξία που βρίσκεται από πίσω του, δημιουργώντας έτσι τον λεγόμενο φωτεινό «δακτύλιο Αϊνστάιν» γύρω από το κέντρο του. Συγκρίνοντας τη μάζα του γαλαξία ESO 325-G004 με την καμπύλωση του χώρου γύρω του, οι αστρονόμοι βρήκαν ότι η βαρύτητα συμπεριφέρεται σύμφωνα με τις προβλέψεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας.

Thomas Collett discusses the methods behind his research into whether Einstein’s general theory of relativity is correct on extragalactic length scales. This research was published in the journal, Science, in June 2018. Credit: University of Portsmouth

«Είναι τόσο ανακουφιστικό να χρησιμοποιούμε τα καλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο για να θέσουμε σε αμφισβήτηση τον Αϊνστάιν και τελικά να βρίσκουμε πόσο σωστός ήταν» δήλωσε ο καθηγητής Μπομπ Νίκολ, διευθυντής του Ινστιτούτου Κοσμολογίας και Βαρύτητας.

This image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows the diverse collection of galaxies in the cluster Abell S0740 that is over 450 million light-years away in the direction of the constellation Centaurus. The giant elliptical ESO 325-G004 looms large at the cluster's centre. Hubble resolves thousands of globular star clusters orbiting ESO 325-G004. Globular clusters are compact groups of hundreds of thousands of stars that are gravitationally bound together. At the galaxy's distance they appear as pinpoints of light contained within the diffuse halo. This image was created by combining Hubble science observations taken in January 2005 with Hubble Heritage observations taken a year later to form a 3-colour composite. The filters that isolate blue, red and infrared light were used with the Advanced Camera for Surveys aboard Hubble. Credit: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Το νέο τεστ σχετίζεται και με την επέκταση του σύμπαντος, κάτι που είναι γνωστό ήδη από το 1929 ότι συμβαίνει, αλλά το 1998 έγινε πλέον αντιληπτό ότι η διαστολή του σύμπαντος είναι ταχύτερη σήμερα από ό,τι στο παρελθόν.

Αυτό μπορεί να εξηγηθεί μόνο αν υπάρχει ένας «εξωτικός» παράγων διαστολής, η λεγόμενη -και προς το παρόν μόνο θεωρητική- σκοτεινή ενέργεια. Όμως το κατά πόσο μπορεί να ισχύει αυτή η εξήγηση της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος, εξαρτάται από το εάν ισχύει επίσης η γενική θεωρία.

Πηγές: Science paper - https://www.spacetelescope.org/news/heic1812/ - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=993946

Ο Άρης από Κόκκινος Πλανήτης έγινε τιρκουάζ. Once in a Blue Dune

Εντυπωσιακό γεωατμοσφαιρικό φαινόμενο βάφει με γαλαζοπράσινα χρώματα τους αμμόλοφους του Άρη. Sand dunes often accumulate in the floors of craters. In this region of Lyot Crater there is a field of classic barchan dunes. Just to the south of the group of barchan dunes is one large dune with a more complex structure. This particular dune, appearing like turquoise blue in enhanced color, is made of finer material and/or has a different composition than the surroundings. Credit: NASA/JPL/University of Arizona

Ο Άρης λόγω της ερυθρής απόχρωσης του (απόρροια των υψηλών επιπέδων οξειδίου του σιδήρου στον πλανήτη) έχει λάβει τον χαρακτηρισμό Κόκκινος Πλανήτης. Ο Άρης είναι ένας άγονος κόσμος όπου κυριαρχούν απέραντες έρημοι με μικρότερους και μεγαλύτερους αμμόλοφους. Η κάμερα HiRiSE του δορυφόρου Mars Reconnaissance Orbiter κατέγραψε ένα πολύ εντυπωσιακό γεωατμοσφαιρικό φαινόμενο το οποίο προσδίδει στους αμμόλοφους του βόρειου ημισφαιρίου του Άρη ένα έντονο τιρκουάζ χρώμα.

Το χιόνι και ο πάγος στον Άρη αποτελείται από διοξείδιο του άνθρακα, τον λεγόμενο ξηρό πάγο. Κατά την διάρκεια του χειμώνα ο ξηρός πάγος κάθεται πάνω στους αμμόλοφους. Όταν με την εμφάνιση της άνοιξης κάνει πιο έντονη την παρουσία του ο Ήλιος ο ξηρός πάγος στους αμμόλοφους αρχίζει να «σπάει» και απελευθερώνονται αέρια τα οποία σε συνδυασμό με τα διαφόρων ειδών υλικά που υπάρχουν γύρω από τα σημεία που υπάρχει ο ξηρός πάγος κάνουν τους αμμόλοφους να παίρνουν διάφορα σχήματα αλλά και να αποκτούν τιρκουάζ αποχρώσεις.

Πηγές: https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/once-in-a-blue-dune - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=993712